Teoria dell’evoluzione Charles Darwin

• Ci sono tante prove che dimostrano che l’evoluzione esiste, ma…

• Come funziona l’evoluzione? In che modo ha agito e in che modo continua ad agire?

Teoria dell’evoluzione (Darwin)

1. Potenziale riproduttivo: gli organismi generano più figli di quanti ne possano effettivamente sopravvivere

2. Lotta per la sopravvivenza: gli organismi competono per le risorse e il n° degli individui che sopravvivono è inferiore al n° degli individui che nascono

3. Variabilità di caratteri: in ogni popolazione ci sono delle differenze casuali tra gli individui, alcune delle quali ereditabili

4. Sopravvivenza dei più adatti: gli individui che casualmente possiedono caratteri più favorevoli all’ambiente, sopravvivono:

SELEZIONE NATURALERisultato della selezione naturale è l’ADATTAMENTO

La genetica delle popolazioni• Darwin ignorava i meccanismi che sono alla base

della variabilità genetica e della trasmissione dei caratteri ereditari: questo costituì un grande ostacolo per l’accettazione della sua teoria

• Lo sviluppo della genetica, da Mendel in poi, ha consentito di superare questo ostacolo

• La genetica delle popolazioni studia in che modo l’intero patrimonio genetico di una popolazione si trasmette da una generazione all’altra

• Viene quindi formulata la ‘nuova sintesi evolutiva’

L’ EVOLUZIONE È

• Cambiamento nella frequenza dei geni (alleli) da una generazione all’altra

• L'evoluzione è il risultato dell'accumulo nel tempo di questi cambiamenti (DISCENDENZA CON MODIFICAZIONI)

Teoria Sintetica dell’evoluzione

Alla base dell’evoluzione: la variabilità genetica

Le variazioni tra individui presenti in ogni popolazione naturale sono dovute al caso: non sono prodotte né dall'ambiente, né da una forza creatrice né da un impulso inconscio dell'organismo. Esse sono il materiale base del processo evolutivo.

In sé le variazioni non hanno né scopo né direzione, ma possono essere più o meno utili ad un organismo per la sua sopravvivenza e la sua riproduzione.

Origine della variabilità geneticaLE MUTAZIONI

Se le mutazioni interessano i gameti, si trasmettono alle successive generazioni, modificando il pool genico.

Incremento della variabilitàLA RIPRODUZIONE SESSUATA

• Distribuzione casuale dei cromosomi omologhi alla meiosi

• Crossing over e ricombinazione genetica

• Combinazione casuale di due differenti genomi con la fecondazione favorita anche dal fatto che spesso vengono favoriti gli incroci tra individui diversi

Ancora domande: Perché molti animali si sono estinti? Che cosa era successo? Che cosa era cambiato che non permetteva loro di vivere ancora?

Perché in molti organismi alcune parti del corpo sembrano non avere alcuna funzione (organi vestigiali)?

Organi vestigiali = resti di organi utilizzati nel passato dalle specie antenate e che ora non hanno più alcuna funzione.

Es. Coccige nell’uomo

Appendice nell’uomo

Balene e serpenti conservano all’interno resti delle ossa del bacino e di un femore

LE PROVE DELL’EVOLUZIONE

• Anatomia comparata• Embriologia comparata• Paleontologia• Biologia molecolare

Di chi è questa “mano” ?

Tartaruga

Pipistrello

Cavallo

Uomo

Organi omologhi:

organi con la stessa origine evolutiva

Di chi è questa “mano” ?

Di chi è questa “mano” ?

Suggerimenti:

Di una balena!!!

La balena ha anche le ossa del bacino ed il femore

E’ un mammifero che è tornato in acqua!

La somiglianza tende a decrescere con il progredire dello sviluppo ed è tanto più evidente quanto più le specie sono imparentate

Avete mai visto gli embrioni di diversi animali nel loro sviluppo?

confronto dello sviluppo embrionale di organismi diversi

Può significare una discendenza comune di tutti i vertebrati da un medesimo antenato.

Es. Gli embrioni dei vertebrati presentano tutti delle fessure branchiali che nei pesci daranno vita alle branchie vere e proprie, nei vertebrati terrestri a delle ghiandole (paratiroidi e timo).

• E’ una delle prove più importanti a favore della teoria evoluzionistica

• La teoria della discendenza comune da ‘una qualche forma primordiale’ trova conferma nell’universalità del DNA e del codice genetico.

• Alcuni geni vengono utilizzati come ‘orologi evoluzionistici’ perché misurano la distanza ‘temporale’ tra una specie e l’altra

FATTORI CHE ALTERANO LE FREQUENZE ALLELICHE

• Selezione naturale• Selezione sessuale

LA SELEZIONE NATURALE

La selezione naturale è l'interazione tra i singoli individui e il loro ambiente e nel corso di parecchie generazioni dà la direzione all'evoluzione

Una variazione casuale che dà ad un organismo un vantaggio, per quanto lieve, lo rende più idoneo a lasciare una progenie in grado di sopravvivere più facilmente e di trasmettere quello stesso vantaggio ai propri discendenti.

DIREZIONALITÀ? Evoluzione convergente

LA SELEZIONE SESSUALE

La selezione sessuale premia caratteri che spesso sono sfavorevoli nella lotta per la sopravvivenza, in quanto rendono i loro portatori più individuabili da parte dei predatori, ma che avranno comunque successo riproduttivo.

I maschi spesso entrano in competizione per fecondare il maggior numero di femmine. Il comportamento delle femmine determina un aumento degli alleli dei maschi ‘favoriti’.

PERCHE’ LE MALATTIE GENETICHE?Anemia falciforme

Gli eterozigoti hanno sia emoglobina normale che emoglobina S in condizioni di normale ossigenazione l’emoglobina S non produce la forma a falce quindi non dà i sintomi della malattia.Diminuendo l'ossigeno l'emoglobina S fa assumere ai globuli rossi la forma a falce e si vedono i sintomi della malattia anche nell'eterozigote.

Omozigote HbS – HbS… non sopravvive

Eterozigote Hb - HbS→

PERCHE’ LE MALATTIE GENETICHE?Anemia falciforme e Malaria

Distribuzione della malaria Distribuzione dell’allele HbS

Vantaggio dell’eterozigote: ha causato l’espansione dell’anemia falciforme nelle zone in cui la malaria è endemica

PERCHE’ LE MALATTIE GENETICHE?LE MUTAZIONI

Alcune mutazioni che interessano i gameti sono negative e generano effetti svantaggiosi per l’individuo, ma …

L’evoluzione non …

L’ EVOLUZIONE

… NON SPIEGA L’ORIGINE DELL’UNIVERSO E DELLA VITA

… NON SI INTERESSA DI “DEI” VARI

L’EVOLUZIONE NON E’ IL CASO

In evoluzione caso non vuol dire assenza di regole.

… c’è sempre la possibilità di avere selezione naturale.

L’evoluzione non è casuale, ma si spiega come una somma di eventi casuali, selezionati dalle necessità ambientali, che nulla ha a che fare né col caos né con qualunque concezione finalistica sia riguardo all'uomo sia riguardo al mondo.

Il “meglio adattato” fa riferimento ad un preciso ambiente, in un preciso momento.

C’è una maggiore probabilità di riprodursi, non si stabilisce una graduatoria in base alla quale si viene selezionati.

L’EVOLUZIONE NON E’ LA LEGGE DEL PIU’ FORTE

Lotta non è combattimento, ma strategia per il successo riproduttivo

L’EVOLUZIONE NON E’ LA SELEZIONE NATURALE

La selezione naturale spiega il COME (meccanismo), non COSA sia l’evoluzione.

L’UOMO NON È NATO DALLA SCIMMIA

PROGRESSO ?

L’evoluzione tende ad un aumento della complessità?

L’albero evolutivo della vita. Le piante, gli animali e i funghi sono piccoli ramoscelli a un estremo del dominio degli eucarioti.

ESTINZIONI

L’evoluzione non è un processo progressivo, dal più semplice al più complesso, dal “peggiore” al “migliore”.

L’evoluzione non tende ad un fine, né conduce necessariamente a forme di vita superiori.

L’evoluzione non è semplice frutto del caso: il cambiamento degli esseri viventi è un effetto di mutazioni genetiche casuali sottoposte all’azione della selezione naturale.

Nel mondo prevalgono gli animali “semplici” (insetti, batteri...) adatti al loro ambiente quanto lo siamo noi al nostro e molto più facilmente adattabili.

Concludendo …

Fu il filosofo H. Spencer a diffondere i termini “evoluzione” e “sopravvivenza del più adatto”; Darwin aveva usato una espressione più neutrale: “discendenza con modificazioni”.

Forse si può individuare la tendenza a un graduale aumento del livello di complessità degli organismi, ma questo non è sempre vero.

Concludendo …

“Anche se l'umanità razionale accetta l'evoluzione come un fatto, la maggior parte di noi ancora non è disposta ad abbandonare la confortante idea che evoluzione significhi (o perlomeno non possa avvenire senza) progresso, il che rende la comparsa di qualcosa come la coscienza umana pressoché inevitabile, o perlomeno prevedibile.

La rivoluzione darwiniana non sarà completa fino a quando non abbandoneremo, come principi fondamentali, il progresso e lo sviluppo di una complessità sempre maggiore, e cominceremo a tenere in considerazione la possibilità tutt'altro che remota che Homo sapiens sia solamente un minuscolo ramoscello tardivo di quell'enorme cespuglio arborescente che è la vita: una piccola gemma che, quasi certamente, non riuscirebbe a comparire una seconda volta se si potesse ripiantare il cespuglio partendo dal seme e lasciarlo crescere di nuovo”. S.J.Gould