“Non è la specie più forte che sopravvive

né la più intelligentema quella più ricettiva

ai cambiamenti”

Charles Darwin (1809- 1882)

L’evoluzione secondo

LAMARCK (1744-1829)

1. Gli antenati delle giraffe erano come le antilopicon il collo corto: ma alcune di esse desideravanomangiare le foglie degli alberi, perciò si sonosforzati di allungare il collo per raggiungerle.

2. Per effetto di questo desiderio il collo durante la vita si è effettivamente allungato.

3. Questo allungamento del collo, avvenuto durantela vita, si trasmette ai figli.

4. L'allungamento del collo è stato graduale e continuo.

L’evoluzione secondoDARWIN (1809- 1882)

1. Gli alberi della savana (ambiente di vita) si sarebbero modificati crescendo in altezza;

2. Nella popolazione di giraffe presenti nella savana ci sarebbero stati individui dal collo alto, altri dal collo medio, altri ancora dal collo corto (variabilità individuale)

3. Solo le giraffe dal collo lungo avrebbero potuto resistere e mangiare in quell’ambiente dagli alberi alti; le altre giraffe dal collo medio o corto sarebbero morte o avrebbero dovuto emigrare;

4. Solo le giraffe dal collo lungo avrebbero potuto riprodursi in quell’ambiente trasmettendo le proprie caratteristiche genotipiche alla progenie

Il viaggio con il Beagle

Nel suo viaggio intorno al mondo Darwin gettò le basi della sua teoria dell’evoluzioneDurante il suo viaggio durato cinque anni (1831-1836) sul brigantino inglese Beagle, Darwin osservò le somiglianze tra organismi viventi e fossili e la diversità della vita.

Le osservazioni di Darwin

Durante il suo viaggio e per tutto il resto della sua vita, Darwin annotò tutto quello che era riuscito a scoprire in una serie di taccuini, decidendo, però di tenere nascosti i suoi scritti per oltre 20 anni.

Stando a questi scritti, prima di partire Darwin era convinto che il concetto di specie eterna e immutabile fosse quello che meglio descriveva la natura.

Durante il viaggio, però, cominciò a porsi delle domande e, una volta tornato in Inghilterra, si convinse che le specie cambiano per adeguarsi alle variazioni degli ambienti in cui vivono.

Le osservazioni di Darwin

Quando sulle coste dell’Uruguay e più a sud sulla costa dell’Argentina scopre sepolte nel terreno le ossa di creature enormi, all’inizio non sa cosa ha scoperto ma comincia a notare uno schema che lo colpisce: uno dei ritrovamenti, il Gliptodonte, sembra la versione gigantesca di una creatura che vede ovunque intorno a sé:l’armadillo.

Gliptodonte: fossile

Armadillo

Il Beagle si dirige verso nord: Darwin geologo

Darwin percorre a piedi la parte interna del continente, valica gli alti passi delle Ande, sale a oltre 3000 m fino ad un passo vicino al confine tra Cile e Argentina.

Qui Darwin trova fossili di ostrica, molluschi che vivono in acque poco profonde (databili a più di 150 milioni di anni fa, dell’era giurassica) a più di 150 km dalla costa e a quasi 3 km sul livello del mare.

Gli strati rocciosi sono pieni di fossili, sovrapposti l’un l’altro per uno spessore di un km e mezzo.

Darwin intuisce che queste rocce devono aver fatto parte di un fondale marino anche se ora sono in cima a queste montagne.

Solo un mese prima, Darwin aveva assistito ad un potente terremoto che aveva raso al suolo interi villaggi vicini e aveva visitato la città di Concepción dove notò che la costa si era sollevata di parecchi metri.

1835 Galapagos

carapace chiuso adatto ad

attraversare una vegetazione fitta

carapace più aperto adatto in

ambienti aridi con con rovi e

cactus

L’attenzione di Darwin fu attirata anche dalla differenza nella forma delle corazze delle tartarughe giganti, diverse da un’isola all’altra, tanto che la gente del luogo era in grado di stabilire da quale isola provenisse la tartaruga osservando la forma della corazza.

• Darwin comprese che la produzione di un numero di discendenti maggiore di quello che l’ambiente può sostenere porta ad una lotta per l’esistenza.

• Comprende anche che la lotta per la sopravvivenza può verificarsi non solo tra specie diverse ma anche tra creature della stessa specie: il risultato di tutto ciò è la formazione di una nuova specie.

• Le prove raccolte avevano indotto Darwin ritenere che gli organismi oggi viventi sulla Terra discendono da specie ancestrali.

Come si formano le nuove specie?

Per esempio :

1. Variabilità nei caratteri: alcuni coleotteri sono verdi e altri marroni.

2. Differenze nella riproduzione. Poiché l’ambiente non può sostenere una crescita illimitata della popolazione, non tutti gli individui si riproducono secondo il loro pieno potenziale. In questo esempio, gran parte dei coleotteri verdi sono mangiati dagli uccelli e quindi si riproducono meno di quelli marroni.

3. Ereditarietà. I coleotteri marroni che sopravvivono producono prole marrone perché questo carattere ha basi genetiche.

4. Risultato finale: il tratto più vantaggioso, la colorazione marrone, che permette ai coleotteri di avere un numero maggiore di discendenti, diventa più comune nella popolazione dei coleotteri. Se questo processo continua, alla fine tutti gli individui della popolazione saranno marroni.

Come agisce la selezione naturale

Selezione direzionale: aumenta il numero di individui con una

caratteristica genotipica: viene sostituito gradualmente un gruppo

di alleli con un altro

Selezione in atto: Biston betularia

Biston betularia : farfalla comune nell’Inghilterra meridionale, questo insetto ha l’abitudine di riposare durante il

giorno sul tronco delle betulle. Nei secoli scorsi le cortecce erano chiare e questa farfalla, si mimetizza bene su questo

sfondo. Talvolta nasceva una Biston melanica(di colore scuro), ma erano casi rari che venivano individuati e divorati

dagli uccelli . Nel 1848, nei pressi di Manchester, solo l’1% delle farfalle di questa specie era in forma melanica.

Successivamente a causa dei fumi delle industrie i tronchi si coprirono di fumo nero rendendo quasi tutte le Biston ben

visibili sulla corteccia scura. Comincia allora, un nuovo tipo di selezione naturale che penalizzava gli individui chiari

favorendo quelli scuri, meno visibili.

Nel 1898 la percentuale della Biston melaniche nei dintorni di Manchester era salita al 90%.

Oggi i tronchi degli alberi sono di nuovo chiari e la situazione anche dal punto di vista degli insetti, è di nuovo simile

a quella di un secolo e mezzo fa.

Incroci condotti dall’uomo

per migliaia di anni

(selezione artificiale)

Cane ancestrale (simile al lupo)

Darwin osservò che gli allevatori sceglievano come riproduttori gli individui con i caratteri desiderati e, così facendo, svolgevano il ruolo che in natura è svolto dall’ambiente.

Osservò che in breve tempo la selezione artificiale in una specie poteva produrre un gran numero di cambiamenti e ne dedusse che, nell’arco di migliaia di generazioni, anche la selezione naturale avrebbe potuto produrre cambiamenti significativi.

Prove a favore dell’evoluzione: la selezione artificiale

8 razze di cani ottenute mediante selezione artificiale

• Secondo Darwin le diverse forme di vita si sono quindi originate, attraverso successive modificazioni, da un antenato comune.

• Il meccanismo che ha portato alla formazione delle diverse specie è stato la selezione naturale.

Selezione naturale

avvenuta

nel corso di milioni di anni

Canide ancestrale

Licaone Coyote Lupo Volpe Sciacallo

Cinque specie di canidi risultato di milioni di anni di selezione naturale

Quando l’organismo muore le sostanze organiche vanno incontro a rapida decomposizione, ma le parti dure degli animali (come ossa e denti dei vertebrati e conchiglie dei molluschi) che sono ricche di minerali sono trasformate in roccia mediante un processo detto di mineralizzazione che avviene quando i sali disciolti nelle acque del suolo penetrano nei tessuti e degli organismi morti e si sostituiscono al materiale organico.

Prove a favore dell’evoluzione: lo studio dei fossili

Secondo la visione evolutiva della vita, dovrebbe essere possibile trovare nella documentazione fossile alcuni collegamenti tra gli organismi estinti e le specie che vivono oggi.

In effetti il ritrovamento di diverse serie di fossili ha permesso ai paleontologi di ricostruire la storia evolutiva di diversi animali come ad esempio il cavallo: l’antenato più antico, l’Hyracotherium, vissuto circa 60 milioni di anni fa aveva la taglia di un cane e arti con dita e polpastrelli.

La storia evolutiva del cavallo

Le balene attuali derivano dall’evoluzione di mammiferi a quattro arti che vivevano sulla terraferma 55 milioni di anni fa.

Esse conservano, però, gli arti anteriori trasformati in “pinne” e due residui delle ossa di arti posteriori che indicano una derivazione da animali quadrupedi.

La storia evolutiva della balena: ritorno all’acqua

Basilosaurus

Gli arti anteriori di tutti i mammiferi sono costituiti dalle stesse parti scheletriche: le braccia dell’uomo, le zampe del gatto, le pinne della balena e le ali del pipistrello hanno tutte la stessa struttura ossea.

Tutti questi arti derivano da un arto ancestrale, presente in un antenato comune, che si è poi specializzato a svolgere, nei diversi animali, attività particolari come il volo, la corsa, il nuoto, la presa.

Le prove dell’evoluzione: ORGANI OMOLOGHI

Uomo Gatto Balena Pipistrello

ORGANI OMOLOGHI DI ALCUNI MAMMIFERI

Sono strutture anatomiche che si ritrovano in specie diverse,

che hanno funzioni diverse ma strutture identiche.

Le più antiche impronte della vita sulla Terra sono state trovate in rocce vecchie di 3800 milioni di anni da microscopici organismi viventi che si possono considerare batteri. Un momento fondamentale nella storia della vita è rappresentato dalla comparsa dei cianobatteri, o alghe azzurre.

L’evoluzione biologicaL’alba della vita

La storia della Terra può essere

raffigurata come un orologio,

dove il Precambriano occupa quasi

il 90% del Tempo Geologico.

L'Uomo compare qualche secondo

prima della mezzanotte.

Ore 6

Ore 21.20

Ore 0

Ore 23

Ore 23.40

Ore 23.58

Prezoico:4600 m.a.

Formazione Terra

230 m.a.