A cura della classe 2B EENIstituto Cellini Firenze

A.S. 2005-06

Testi e immagini per capire meglio

che cos’è l’evoluzioneche cos’è l’evoluzione•L’evoluzione è il processo di formazione delle forme viventi a partire da organismi più semplici.

•Tale processo ebbe inizio circa 3,5 miliardi di anni fa con la comparsa dei primi organismi procarioti.

•In particolare nel processo di evoluzione si inquadra il processo di speciazione, ossia di formazione di nuove specie, che è in continuo svolgimento.

•In biologia è il fenomeno del cambiamento (non necessariamente migliorativo) del genotipo (cioè del patrimonio genetico) degli individui di una specie.

osservare l’evoluzioneosservare l’evoluzione

•L'evoluzione delle specie è dovuta ad una molteplicità di fattori che interagiscono e si influenzano a vicenda; è per questo che l'evoluzione ha normalmente tempi lunghissimi ed è difficile da riprodurre in laboratorio.

•Uno dei pochi fenomeni di evoluzione osservabili, a causa della estrema brevità dei cicli vitali in gioco e quindi della rapidità con cui è possibile osservare la successione delle generazioni, è quello relativo alla progressiva resistenza agli antibiotici da parte dei batteri.

la selezione naturalela selezione naturale  

La teoria della selezione naturale prevede che il motore dell‘evoluzione siaLa teoria della selezione naturale prevede che il motore dell‘evoluzione sia la variabilità individuale degli esseri viventi. la variabilità individuale degli esseri viventi.

Gli appartenenti ad una stessa specie sono simili ma non uguali, si differenziano l'uno Gli appartenenti ad una stessa specie sono simili ma non uguali, si differenziano l'uno dall'altro per le caratteristiche morfologiche, fisiologiche comportamentali. dall'altro per le caratteristiche morfologiche, fisiologiche comportamentali.

In funzione dell'ambiente in cui una specie vive alcune caratteristiche daranno vantaggio In funzione dell'ambiente in cui una specie vive alcune caratteristiche daranno vantaggio all'organismo che le porta altre saranno indifferenti e altre ancora ostacoleranno l'attivita' all'organismo che le porta altre saranno indifferenti e altre ancora ostacoleranno l'attivita' vitale del portatore di tali caratteristiche, in particolare ne risentirà il suo successo riproduttivo.vitale del portatore di tali caratteristiche, in particolare ne risentirà il suo successo riproduttivo.

Quando due o più caratteri ereditari conferiscono agli organismi un diverso successo Quando due o più caratteri ereditari conferiscono agli organismi un diverso successo riproduttivo, allora si dice che presentano una fitness diversa, cioè idoneità che viene riproduttivo, allora si dice che presentano una fitness diversa, cioè idoneità che viene dall’aggettivo fit che significa “adatto”. dall’aggettivo fit che significa “adatto”.

Esistono molti esempi dell’attuazione della selezione in natura, ed un caso ben studiato è Esistono molti esempi dell’attuazione della selezione in natura, ed un caso ben studiato è quello della quello della Biston betulariaBiston betularia

le teorie evoluzionistichele teorie evoluzionistiche

•Oggi sappiamo che l'evoluzione della specie è avvenuta in seguito a trasformazioni, selezionate poi dall'ambiente; per arrivare a questa affermazione ci sono voluti molti anni. •Alla fine del 1700 lo scienziato Carlo Linneo sosteneva la teoria della fissità, cioè l'immutabilità delle specie.

•Solo all'inizio del XIX secolo iniziarono a sorgere i primi dubbi: negli strati geologici più antichi mancavano totalmente i fossili degli esseri attualmente viventi.

Jean-Baptiste Monet, Jean-Baptiste Monet, cavaliere di Lamarck cavaliere di Lamarck

•Nel 1809 il naturalista Lamarck presentò per primo una teoria evoluzionistica secondo cui gli organismi viventi si modificherebbero gradualmente nel tempo adattandosi all'ambiente: l'uso o il non uso di determinati organi porterebbe con il tempo ad un loro potenziamento o ad un'atrofia.

•Tale ipotesi però conteneva quello che oggi viene considerato l'errore di fondo: l'ereditabilità dei caratteri acquisiti

Georges L. Chretien CuvierGeorges L. Chretien Cuvier

•Lamarck trovò opposizione in Georges L. Chretien Cuvier, il quale aveva elaborato la teoria delle catastrofi naturali secondo la quale la maggior parte degli organismi viventi nel passato sarebbero stati spazzati via da numerosi cataclismi e il mondo sarebbe stato ripopolato dalle specie sopravvissute.

Charles DarwinCharles Darwin

•Nel 1859 Darwin formulò una nuova teoria evoluzionistica; durante il suo viaggio sul brigantino Beagle, fu colpito dalla variabilità delle forme viventi che aveva avuto modo di osservare nei loro ambienti naturali intorno al mondo.

•Riflettendo sugli appunti di viaggio Darwin si convinse che la “lotta per la vita” fosse uno dei motori principali dell'evoluzione intuendo il ruolo selettivo passivo dell'ambiente sulle specie viventi.

•L'ambiente, infatti, non può essere la causa primaria nel processo di evoluzione in quanto tale ruolo è giocato dalle mutazioni genetiche in gran parte casuali.

•L'ambiente entra in azione in un secondo momento, nella determinazione del vantaggio o svantaggio riproduttivo che quelle mutazioni danno alla specie mutata, in poche parole, al loro migliore o peggiore adttamento (fitness ).

il Neodarwinismoil Neodarwinismo

•La moderna teoria dell'evoluzione detta anche Sintesi moderna o Neodarwinismo è basata sulla teoria di Darwin combinata con la teoria di Gregor Mendel sulla ereditarietà biologica.

•La dimostrazionedell’esistenza dei geni ed in seguito la dimostrazione che i geni possono mutare, spontaneamente o per azione indotta, dette una nuova forza all’ipotesi darwiniana. Nelle popolazioni si presentano spontaneamente delle varianti dovute alla mutazione genetica.

•Si può dire che la teoria sintetica dell’evoluzione o neodarwinismo si basa essenzialmente sulla moderna interpretazione genetica della selezione naturale.

le prove dell’evoluzionele prove dell’evoluzione

Stutture omologhe sono quelle strutture proprie di specie provenienti dallo stesso ceppo

evolutivo che svolgono funzioni diverse. E’ il caso del braccio dell'uomo, della gamba del

cavallo e dell'ala del pipistrello.

Somiglianze nell’embriogenesi i primi stadi di sviluppo delle forme sembrano ripetersi durante la formazione embriologica degli individui dai più semplici ai più complessi, come se si ripercorresse la storia evolutiva delle specie formatesi da un antenato comune.

il DNAil DNA

•La biologia molecolare con la scoperta del DNA e dei suoi meccanismi di funzionamento ha costituito una prova fondamentale per la teoria dell’evoluzione e per la comprensione dell'origine delle variazioni naturali all'interno di una specie.

•Una singola mutazione in una delle innumerevoli basi che compongono il DNA di una cellula germinale (cioè destinata a generare uno spermatozoo o una cellula uovo), può produrre proteine modificate che in alcuni casi sono in grado di generare variazioni nel fenotipo della prole. •Sono queste mutazioni genetiche (in aggiunta al rimescolamento genetico che si ha nelle cellule germinali delle specie sessuate) che costituiscono le principali fonti di variazione sulle quali agisce la selezione naturale.

i fossilii fossili•I fossili sono una prova concreta dell’evoluzione dei viventi

•Fossile è una parola derivata dal latino "Fodere" che significa scavare.

•Oggi indica cioè ogni resto di pianta, animale, tracce di entrambi (ad esempio le orme fossili dei dinosauri), vissuti in un'epoca geologicamente remota.

•La presenza di parti dure, come uno scheletro od un guscio, ed un repentino seppellimento dopo la morte, sono due fattori che favoriscono la fossilizzazione. In rare e particolari circostanze è possibile anche la conservazione delle parti molli (pelle, organi interni).

•E’ possibile ricavare dai fossili e dai sedimenti che li inglobano indicazioni sulle cause della morte, sull’eventuale trasporto subito dalle spoglie e sulle modalità di seppellimento. Queste informazioni sono di fondamentale importanza per ricostruire le originarie condizioni ambientali.

come si forma un fossilecome si forma un fossile

1) il mollusco vive1) il mollusco vive 2) il mollusco muore 2) il mollusco muore 3) e si deposita sul fondo del mare3) e si deposita sul fondo del mare 4) la conchiglia viene seppellita dai detriti 4) la conchiglia viene seppellita dai detriti 5) la conchiglia resta sotterrata per molti 5) la conchiglia resta sotterrata per molti

millennimillenni 6) la conchiglia riemerge in superficie anche 6) la conchiglia riemerge in superficie anche

lontano dall’ambiente del decessolontano dall’ambiente del decesso

Ritrovamenti di Ritrovamenti di utensiliutensili in pietra, in osso e in legno, di resti di in pietra, in osso e in legno, di resti di focolari, di insediamenti e di sepolture umane hanno permesso focolari, di insediamenti e di sepolture umane hanno permesso di ricostruire il percorso evolutivo dell'uomo negli ultimi 4 -5 di ricostruire il percorso evolutivo dell'uomo negli ultimi 4 -5 milioni di anni.milioni di anni.

Dall'osservazione delle ossa si e' potuto vedere che vi sono state Dall'osservazione delle ossa si e' potuto vedere che vi sono state diverse modificazioni scheletriche sia nelle parti inferiori della diverse modificazioni scheletriche sia nelle parti inferiori della colonna vertebrale che hanno portato l'ominide ad assumere la colonna vertebrale che hanno portato l'ominide ad assumere la posizione eretta sia nelle dimensioni del posizione eretta sia nelle dimensioni del craniocranio e quindi nella e quindi nella grandezza del cervello.grandezza del cervello.

Maggiori sono le dimensioni del cervello, piu'  gli oggetti e gli utensili Maggiori sono le dimensioni del cervello, piu'  gli oggetti e gli utensili ritrovati vicino a resti di crani presentano un elevato grado di ritrovati vicino a resti di crani presentano un elevato grado di sofisticazione: questo dimostra il legame tra dimensione del cervello e sofisticazione: questo dimostra il legame tra dimensione del cervello e livello di intelligenza.livello di intelligenza.

Le forme piu' antiche sono state localizzate nell'Le forme piu' antiche sono state localizzate nell'Africa orientale e Africa orientale e meridionalemeridionale, un milione di anni fa gli ominidi cominciavano a spostarsi nelle , un milione di anni fa gli ominidi cominciavano a spostarsi nelle aree tropicali e subtropicali dell'equatore, 500.000 anni dopo verso parti piu' aree tropicali e subtropicali dell'equatore, 500.000 anni dopo verso parti piu' temperate di questi continenti. temperate di questi continenti.

Forse 50.000 anni fa alcuni ominidi poterono attraversare il mare per Forse 50.000 anni fa alcuni ominidi poterono attraversare il mare per raggiungere l'Australia. Solo 30.000 anni fa con la comparsa delle forme umane raggiungere l'Australia. Solo 30.000 anni fa con la comparsa delle forme umane moderne alcune popolazioni si fecero strada fino al nuovo mondo.moderne alcune popolazioni si fecero strada fino al nuovo mondo.

Il primo antenato del cavallo risale a 53 milioni Il primo antenato del cavallo risale a 53 milioni d’anni fa (Eocene) ed è stato chiamato d’anni fa (Eocene) ed è stato chiamato Hyracotherium. Hyracotherium. Si trattava di un animale dell’altezza di circa 40 Si trattava di un animale dell’altezza di circa 40 cm, caratterizzato da cinque dita per ogni piede, cm, caratterizzato da cinque dita per ogni piede, che viveva nel folto delle foreste cibandosi di foglie che viveva nel folto delle foreste cibandosi di foglie ed evitando gli spazi aperti, nei quali gli sarebbe ed evitando gli spazi aperti, nei quali gli sarebbe stato più difficile sottrarsi ai predatori. stato più difficile sottrarsi ai predatori. All’Oligocene si fanno risalire il Mesohippus e il All’Oligocene si fanno risalire il Mesohippus e il Miohippus (fossili) nei quali si rileva un aumento Miohippus (fossili) nei quali si rileva un aumento della mole e la perdita di tre dita per ogni arto. della mole e la perdita di tre dita per ogni arto.

Nel Parahippus e nel Meryhippus si rilevano tre dita, ma di queste una sola Nel Parahippus e nel Meryhippus si rilevano tre dita, ma di queste una sola appoggiava al suolo, caratteristiche queste che si accentuano nel Pliohippus che appoggiava al suolo, caratteristiche queste che si accentuano nel Pliohippus che presenta monodattilia e falangi di forma molto simile a quelle del cavallo attuale. presenta monodattilia e falangi di forma molto simile a quelle del cavallo attuale.

Oltre alla trasformazione degli arti si ebbe anche quella della dentatura e delle Oltre alla trasformazione degli arti si ebbe anche quella della dentatura e delle dimensioni, che rendevano questi animali sempre più adatti a vivere in spazi aperti dimensioni, che rendevano questi animali sempre più adatti a vivere in spazi aperti e a percorrere lunghe distanze alla ricerca di nuovi pascoli e a percorrere lunghe distanze alla ricerca di nuovi pascoli

E’ accertato che il continente americano E’ accertato che il continente americano fu la prima area di sviluppo dei pre-fu la prima area di sviluppo dei pre-equidi equidi Il continente americano era collegato Il continente americano era collegato all’Asia con lo stretto di Bering che all’Asia con lo stretto di Bering che presentava allora terre emerse tali da presentava allora terre emerse tali da consentire il passaggio da un continente consentire il passaggio da un continente all’altro e quindi la diffusione di questi all’altro e quindi la diffusione di questi animali in Asia e in Europa. animali in Asia e in Europa. Rimane tuttavia senza spiegazione la Rimane tuttavia senza spiegazione la scomparsa degli equidi dal continente scomparsa degli equidi dal continente americano, nel quale furono reintrodotti americano, nel quale furono reintrodotti in seguito alla conquista spagnola. in seguito alla conquista spagnola. Il percorso evolutivo, che finì con il Il percorso evolutivo, che finì con il produrre gli equidi che noi conosciamo, produrre gli equidi che noi conosciamo, occupò milioni d’anni, dando origine a occupò milioni d’anni, dando origine a numerose specie, divise in diversi rami numerose specie, divise in diversi rami filogenetici che, per la maggior parte, filogenetici che, per la maggior parte, andarono estinte.andarono estinte.

Questa presentazione deriva dalla sintesi dei lavori effettuati dalla classe Questa presentazione deriva dalla sintesi dei lavori effettuati dalla classe

2B EEN – IPIA Cellini – Firenze a conclusione di un percorso di studio e2B EEN – IPIA Cellini – Firenze a conclusione di un percorso di studio e

ricerca sull’evoluzione dei viventi durante l’anno scolastico 2005-06.ricerca sull’evoluzione dei viventi durante l’anno scolastico 2005-06.

Studenti: Bongiorno Vittorio, Bottai Lorenzo, Castagnoli Marco, Cioni Studenti: Bongiorno Vittorio, Bottai Lorenzo, Castagnoli Marco, Cioni Antony, Fiore Savino, Garcia Jherry, Iacono Ion, Magnelli Massimo, Antony, Fiore Savino, Garcia Jherry, Iacono Ion, Magnelli Massimo, Manzini Marco, Marcucci Alessio, Melegari Edoardo, Melpignano Marco, Manzini Marco, Marcucci Alessio, Melegari Edoardo, Melpignano Marco, Pieraccini Roberto, Pierre-Louis Kennedy, Rizzo Edoardo, Rovida Andrea, Pieraccini Roberto, Pierre-Louis Kennedy, Rizzo Edoardo, Rovida Andrea, Saied Gianguido, Simone Pierpaolo, Spinelli Alessio, Ziso Egert.Saied Gianguido, Simone Pierpaolo, Spinelli Alessio, Ziso Egert.

Avvertenze: gli studenti hanno trovato le figure su vari siti internet. Chiunque ne rivendichi il copyright Avvertenze: gli studenti hanno trovato le figure su vari siti internet. Chiunque ne rivendichi il copyright

può mandare un’e-mail a vvannucchi at hotmail.com e le immagini verranno sostituitepuò mandare un’e-mail a vvannucchi at hotmail.com e le immagini verranno sostituite ..