L’evoluzione biologica: l’esempio delle baleneGruppo formato da:_____________________________________________________________________________________________________________________________

Obiettivi dell’esercitazione:Attraverso quest’esercitazione riconoscerete gli elementi di un procedimento scientifico, in particolare il ruolo della previsione, e come questo ha aiutato nel porre chiarezza nel processo di evoluzione delle balene. Lavorerete come solitamente lavorano i paleontologi, attraverso scoperte successive, ma non necessariamente ordinate…..BUON LAVORO!!!

Materiali (per ogni gruppo):Una scala cronologica dell’Eocene. Una scala cronologica delle Ere Geologiche (fig. 1) 6 buste numerate per ogni gruppo. Ogni busta contiene l’immagine dei fossili e della ricostruzione di un genere di antenato delle balene attuali.

Fig. 1 - Scala cronologica delle Ere geologiche

Domande preliminari:1. Confrontate la scala cronologica dell’Eocene con quella delle Ere geologiche qui

sopra. L’Eocene in quale era geologica è collocato? _____________________________________________________________________

2. Quando è iniziato e quando è finito l’Eocene?_____________________________________________________________________

3. Che frazione del Cenozoico rappresenta l’Eocene?_____________________________________________________________________

Procedimento:1. Aprite la busta numero 1.

Per molti anni, si sono ritrovati un numero di fossili di varie balene primitive databili tra i 25 ed i 45 milioni di anni (in quell’intervallo temporale non si sono rinvenuti tipi di balena che possano essere definiti strettamente moderni nei caratteri). Posizionate la figura numero 1 sulla scala temporale dell’Eocene in corrispondenza dei 36 milioni di anni fa .

2. Aprite la busta numero 2.Quando si sono scoperti altri fossili del primo Eocene, è stato ricercato un mammifero terrestre dal quale molto probabilmente le balene evolsero. Il gruppo di animali che manifestava il maggior numero di elementi comuni alla balene antiche fu chiamato gruppo dei Mesonychidi. Questi animali sono strettamente imparentati ai moderni cervi, alle mucche, ai maiali ed agli ippopotami. Posizionate la figura numero 2 ( Mesonychidi ) sulla scala temporale a circa 55 milioni di anni fa.

3. Aprite la busta numero 3. Questo quadro dell’evoluzione delle balene era circa tutto ciò che si sapeva fino al 1983, quando la prima di una serie di scoperte iniziò a riempire il vuoto tra animali terrestri e balene. Quella prima scoperta fu il Pakicetus. Posizionate la figura numero tre ( Pakicetus ) sulla scala temporale . Era soltanto un cranio frammentario, con molti denti, risalente a circa 50 milioni di anni.

4. Aprite la busta numero 4.Nel 1990 in Egitto, avvenne la scoperta di arti anteriori fossilizzati di una grande balena primitiva finora poco nota e conosciuta come Basilosaurus, risalente a circa 37 milioni di anni fa. I suoi arti anteriori erano proporzionalmente molto piccoli (circa 35 cm fra piede e zampa bassa) e chiaramente non in grado di supportare alcun movimento sulla terraferma, ma erano più sviluppati di quelli che si trovano in molte balene moderne. Inserite il Basilosaurus nella scala temporale

5. Aprite la busta numero 5.Agli inizi del 1994 furono ritrovati i fossili di Rhodocetus, un animale con ossa dell’anca ben sviluppate. Rhodocetus ha circa 46 milioni di anni. Da ciò che ne rimane dello scheletro, concludiamo che le sue zampe anteriori avevano una qualche funzionalità. Comunque dalle vertebre si ricava che doveva avere potenti muscoli della coda che muoveva per nuotare in modo del tutto simile alle balene. Anche il suo cranio ha caratteristiche che lo avvicinano alle balene, inclusa la posizione delle narici dietro sulla testa (posizione di sfiatatoio) e le ossa dell’orecchio. Posiziona Rhodocetus sulla scala temporale

6. A questo punto notate il vuoto tra i 50 ed i 46 milioni di anni. Fino a Rhodocetus si distinguono chiaramente arti più o meno funzionali, che però sono molto ridotti rispetto a quelle dei Mesonychidi.

7. Discutete con i componenti del tuo gruppo quali tratti ti aspetteresti di trovare (nella testa, arti, coda e corpo) in un fossile di quel periodo e che dovrebbe essere uno stadio intermedio di un animale che si evolve da un Mesonychide in un animale tipo Rhodocetus.

8. Provate a farne un disegno

Quando avete finito il disegno, mostrate all’insegnante quello che il gruppo ha previsto, allora potrete scoprire la reale scoperta successiva…

9. …Alla fine del 1994 il paleontologo Hans Thewissen (uno degli studenti di Gingerich) fece una scoperta risalente a 48 milioni di anni fa. Si trattava di uno scheletro fossile quasi completo con denti simili a quelli dei Mesonychidi e delle prime balene. Fu chiamato Ambulocetus. Posiziona la figura numero 6 sulla scala temporale. Le dimensioni dell’animale erano quelle di un leone marino di grossa taglia, la coda era lunga e snella con nessuna evidenza di uso finalizzato al nuoto. Ambulocetus era chiaramente un cetaceo a 4 zampe.

Domande (Rispondete alle seguenti domande dopo esservi confrontati fra voi):

1. Secondo voi quali sono stati i caratteri tipici di una balena a comparire per primi?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Quali sono stati invece i caratteri che si sono evoluti più tardi?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Quanto si avvicinavano le caratteristiche che avete previsto per l’esemplare intermedio tra i Mesonychidi e Rodhocetus (ovvero quello che avete disegnato) con l’esemplare fossile realmente rinvenuto cioè Ambulocetus?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Secondo voi l’assenza di fossili intermedi può essere un argomento valido contro l’evoluzione?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Alcune specie di balene attuali hanno arti posteriori ben sviluppati negli embrioni. Quando l’embrione continua a svilupparsi questi arti si atrofizzano e

diventano non funzionali. Secondo voi perché si formano gli arti nell’embrione e poi si atrofizzano? Che cosa ne potete dedurre?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________