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L'evoluzione1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi LEVOLUZIONE.

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1 L'evoluzione1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi LEVOLUZIONE

2 L'evoluzione2 Lipotesi che le specie viventi si modifichino nel corso del tempo non è verificabile dalla nostra esperienza Luomo, durante la sua storia millenaria, ha assistito allestinzione di numerose specie viventi, ma non ha mai potuto registrare direttamente la nascita di una specie nuova.

3 L'evoluzione3 A causa di ciò per lungo tempo si è ritenuto che le specie fossero fisse ed immodificabili Levoluzione prima di Darwin Gli antichi greci ritenevano che le specie si originassero dalla terra, le une separatamente dalle altre, e che rimanessero costantemente uguali nel tempo fissismo Aristotele (384 – 322 a.C.) studiò e classificò circa 500 specie di animali, mentre Teofrasto (371 – 287 a.C.), suo discepolo, ne classificò altrettante di vegetali

4 L'evoluzione4 Aristotele suddivise inoltre luniverso in quattro regni : regno inanimato piante: organismi che si riproducono, ma che sono privi di movimento animali: organismi che si riproducono e si muovono uomo:unico essere dotato anche di intelletto Aristotele Teofrasto

5 L'evoluzione5 Nel IV secolo d.C. la religione cristiana, divenuta dominante, recupera la tradizione aristotelica, fondendola con quella ebraica della Bibbia A partire dal mito della creazione, riportato nella Genesi, il fissismo aristotelico diventa creazionismo: dio ha creato tutti gli esseri viventi in modo indipendente ed ha creato luomo, padrone di tutto il creato, a sua immagine e somiglianza

6 L'evoluzione6 Secondo la tradizione cristiana tutto il creato è disposto in una scala di complessità e perfezione (scala naturae), dalle cose inanimate, fino alluomo o agli angeli... Anche nei testi scientifici questa era lunica concezione ammissibile.

7 L'evoluzione7 Nel 1650 James Ussher, capo della chiesa anglicana dIrlanda, contando le generazioni riportate dalla Bibbia, calcolò che il mondo fosse stato creato il 26 ottobre del 4004 a.C.

8 L'evoluzione8 Figura centrale del naturalismo della prima metà del 700 è lo svedese Carl von Linnè, (1707 – 1778) latinizzato in Linneo Per mettere ordine nel mondo vivente, dove il numero delle specie era arrivato a , Linneo creò un sistema di classificazione basato su un insieme di gruppi, allinterno dei quali i viventi venivano inseriti in base ad alcuni caratteri significativi

9 L'evoluzione9 Egli divise animali e piante secondo categorie gerarchiche che, con alcune modifiche, sono ancora in uso Regno Phylum Classe Ordine Famiglia Genere Specie Specie: un insieme di individui che possono riprodursi tra loro, generando discendenti fertili.

10 L'evoluzione10 Nomenclatura binomia: Homo sapiens Quercus ilex Riconoscendo lineludibile somiglianza tra uomo e scimmia li classificò nel medesimo ordine, quello dei primati Regno Animali Phylum Vertebrati Classe Mammiferi Ordine Primati Famiglia Antropoidei Genere Homo Specie Sapiens genere specie genere specie

11 L'evoluzione11 Linneo tuttavia era un convinto fissista, ispirato da sentimenti religiosi Egli riteneva che tutte le specie fossero state create da dio allinizio del mondo, rimanendo da allora invariate Tot sunt species quot ab initio supremus Ens creavit Non intendeva quindi minimamente mettere in crisi la concezione tradizionale delluomo, come creatura intellettualmente e moralmente superiore, né tantomeno contraddire il mito di creazione divina della Genesi

12 L'evoluzione12 Le prime idee evoluzioniste vengono avanzate a partire dalla seconda metà del 700 Lesplorazione dei nuovi continenti aumentava di continuo il numero delle specie conosciute, le quali spesso mostravano nuovi adattamenti agli ambienti in cui vivevano; i fossili venivano riconosciuti come organismi del passato che si erano estinti.

13 L'evoluzione13 Georges Leclerc de Buffon (1707 – 1788): naturalista francese contemporaneo ed avversario di Linneo, sostenne che la vita ha avuto unorigine terrena e non divina Gli organismi sono capaci di adattarsi al variare delle condizioni climatiche sulla terra

14 L'evoluzione14 Per Buffon era necessario reinterpretare la Bibbia alla luce delle nuove scoperte scientifiche Più sono penetrato nel seno della Natura, e più ho ammirato e profondamente rispettato il suo Autore; ma un rispetto cieco sarebbe superstizione: la vera religione richiede un rispetto illuminato..

15 L'evoluzione15 Erasmus Darwin (1731 – 1802) Nonno di Charles, medico e naturalista, sostenne la modificazione dei viventi e lereditarietà dei caratteri acquisiti.

16 L'evoluzione16 Jean Baptiste de Lamarck (1744 – 1829), attivo nellepoca della Rivoluzione Francese, è il primo a proporre una vera teoria della modificazione delle specie Tutti i fenomeni naturali, sono il risultato dellazione di leggi chimiche e fisiche

17 L'evoluzione17 Non esiste alcun dio e lazione della natura è cieca, senza volontà o finalità Gli organismi reagiscono alle modificazioni dellambiente utilizzando maggiormente alcuni dei loro organi a dispetto di altri Dagli organismi più semplici hanno avuto origine quelli più complessi Gli organismi più semplici hanno avuto origine per generazione spontanea Luso potenzia gli organi, il disuso li fa regredire (legge delluso e del disuso): così gli organismi si modificano lentamente nel tempo adattandosi allambiente.

18 L'evoluzione18 Le modificazioni sviluppate da un individuo vengono ereditate dai suoi discendenti (ereditarietà dei caratteri acquisiti) Luomo discende dalle scimmie, gli organismi a lui più vicini; non è il re del creato, ma solo il più evoluto tra i vertebrati. Ambiente comportamento fisiologia anatomia Ambienti simili esigenze simili organismi simili

19 L'evoluzione19 Charles Darwin Studia, senza troppo successo, prima medicina, poi teologia, appassionandosi tuttavia allo studio delle discipline naturalistiche (geologia, botanica, entomologia) Nasce nel 1809 da una famiglia con forti tradizioni nello studio delle scienze naturali

20 L'evoluzione20 Nel 1831 si imbarca, come naturalista di bordo, sul Beagle, un brigantino della marina britannica incaricato di migliorare le conoscenze cartografiche e meteorologiche di alcune rotte commercialmente importanti dellAmerica meridionale

21 L'evoluzione21 Galapagos Islands Falkland Islands The Voyage Of The Beagle South America Rio de Jeneiro England Cape Verde Islands Australia Sydney New Zealand Mauritius Cocos Islands Tahiti

22 L'evoluzione22 Il viaggio, che dura quasi cinque anni, toccando numerose località del sud America, del pacifico e dellAustralia, gli dà la possibilità di effettuare numerose ed interessanti osservazioni naturalistiche e di raccogliere molto materiale, che costituirà la base dei suoi studi successivi

23 L'evoluzione23 Le osservazioni geologiche lo fanno riflettere sulle modificazioni lente e graduali cui va incontro la superficie terrestre

24 L'evoluzione24 Studiando la distribuzione delle flore e delle faune dei luoghi visitati, osserva i numerosi ed interessanti adattamenti degli organismi al loro ambiente Particolarmente significative, e famose, saranno le osservazioni effettuate alle Galapagos, un arcipelago di isole vulcaniche situate nelloceano Pacifico, circa mille chilometri ad ovest della costa dellEcuador. In contrasto con la teoria di Lamarck osserva che ambienti simili per clima e natura del suolo ospitano specie diverse di organismi

25 L'evoluzione25 Pur molto vicine tra loro, con la stessa struttura geologica e lo stesso clima, le isole ospitano ciascuna specie differenti di animali, che tuttavia risultano simili tra loro ed alle specie affini presenti sul vicino continente

26 L'evoluzione26 Per quale motivo su ogni isola una creazione differente avrebbe prodotto specie animali molto simili, che si nutrono nello stesso modo e occupano lo stesso posto nellambiente in cui vivono?

27 L'evoluzione27 Perché creare in modo indipendente tante piccole variazioni su uno stesso tema?

28 L'evoluzione28 Al rientro in patria Darwin acquista notorietà negli ambienti scientifici, grazie soprattutto alla pubblicazione dei resoconti delle sue osservazioni, ed inizia ad entrare in relazione con alcuni dei più famosi scienziati inglesi dellepoca. Negli anni seguenti si sposa e si trasferisce in una piccola tenuta a due ore da Londra, dove, grazie ad una rendita, può continuare i suoi studi

29 L'evoluzione29 Poco a poco si distacca dalla concezione creazionista, allepoca ancora dominante, iniziando a ritenere che le specie possano col tempo modificarsi ed ipotizzando che specie simili possano derivare da un antenato comune Ciò che va cercando, in questo primo periodo, è un meccanismo che spieghi la modificazione delle specie, le idee di Lamarck infatti non lo convincono e non lo convinceranno neppure in futuro

30 L'evoluzione30 Darwin è un uomo estremamente prudente e ben integrato nellambiente intellettuale borghese del suo tempo, dove le tesi troppo innovative o, peggio ancora rivoluzionarie, sono molto malviste Continuerà le sue ricerche per molti anni, relazionandosi con numerosi esperti delle varie discipline naturalistiche (geologia, botanica, zoologia ecc.), ai quali comunicherà i risultati delle sue ricerche, senza però uscire mai allo scoperto.

31 L'evoluzione31 La selezione Nei suoi studi Darwin centra lattenzione sul lavoro degli allevatori di animali domestici e dei coltivatori, i quali, con occhio esperto, scrutano gli organismi alla ricerca di particolarità ritenute interessanti a fini economici

32 L'evoluzione32 Allinterno della massa degli organismi, con la sua variabilità, essi selezionano taluni individui facendoli accoppiare tra loro, in modo da accentuare il carattere ritenuto significativo, mentre gli organismi portatori di caratteri non interessanti vengono esclusi dal ciclo riproduttivo

33 L'evoluzione33 Darwin ipotizza quindi che in natura agisca un meccanismo simile, che egli definisce pertanto di selezione naturale, il quale, agendo sulla variabilità naturale, favorisce alcuni organismi di una specie, in quanto portatori di modificazioni favorevoli di un dato carattere, penalizzando allo stesso tempo coloro che tale modificazione non possiedono.

34 L'evoluzione34 Se si immagina inoltre che la selezione naturale agisca su tempi estremamente (sufficientemente) lunghi, è possibile ipotizzare la lenta modificazione degli organismi, che diventano così inizialmente varietà diverse di una stessa specie Tali varietà, se il processo continua, arriveranno alla fine diventare a loro volta una specie diversa rispetto ai loro antenati.

35 L'evoluzione35 La variabilità (diversità) è una ricchezza, in quanto fornisce il materiale grezzo su cui agisce la selezione e levoluzione. Senza diversità non può esistere evoluzione. Le cause della variabilità erano per Darwin sconosciute. Le nuove modificazioni erano tuttavia sicuramente spontanee e casuali e venivano ereditate dai discendenti tramite la riproduzione sessuale.

36 L'evoluzione36 Le differenze si mantengono e si accentuano solo se, per qualche motivo, i portatori di una data modificazione si riproducono esclusivamente tra di loro (isolamento riproduttivo) Cominciava così a prendere forma una possibile spiegazione della distribuzione delle varie specie di fringuelli delle Galapagos:

37 L'evoluzione37 In origine tutte le isole sarebbero state colonizzate da fringuelli dello stesso tipo, provenienti dal continente: Col tempo, a causa della comparsa di nuove modificazioni favorevoli, i fringuelli di ogni isola avrebbero iniziato ad accumulare delle piccole differenze rispetto ai loro simili delle isole vicine

38 L'evoluzione38 Un aspetto della teoria restava tuttavia da chiarire: quali erano le cause ed i principi della selezione naturale? Facendo agire tale meccanismo per un tempo sufficientemente lungo, su ogni isola si sarebbe differenziata inizialmente una nuova varietà e successivamente una nuova specie

39 L'evoluzione39 Quali erano i motivi per cui in natura alcuni caratteri venivano premiati, mentre altri venivano penalizzati? Nellallevamento era linteresse economico ad attivare la selezione Su questo punto venne in aiuto di Darwin la lettura di un saggio scritto alcuni anni prima da un economista inglese: Robert Malthus

40 L'evoluzione40 La lotta per lesistenza Studiando le cause della povertà nellEuropa di fine 700, Malthus faceva le seguenti considerazioni: quantità tempo cibo popolazione La popolazione cresce molto più velocemente delle risorse R. Malthus (1766 – 1834) Ad un certo punto le risorse non sono sufficienti per tutti Ciò innesca la lotta per lesistenza ove ognuno dà il meglio di sé

41 L'evoluzione41 Darwin trasferisce questi concetti economici nellambito della natura, iniziando a disegnare la sua teoria E la lotta per lesistenza, la competizione per le risorse (cibo, spazio ecc.), che innesca e mantiene il processo selettivo In ogni ambiente nascono molti più individui di quelli che possono sopravvivere, perché la prolificità naturale è incontrollata

42 L'evoluzione42 Da una coppia di elefanti (animali poco prolifici) teoricamente possono nascere in 750 anni circa 19 milioni di pronipoti. In realtà mediamente ogni coppia produce solo due discendenti

43 L'evoluzione43 La lotta per lesistenza si innesca tra individui di specie diverse, come la preda ed il predatore, oppure due predatori che diano la caccia alle stesse prede.

44 L'evoluzione44 Essa ha luogo anche tra individui della stessa specie, che competono per le stesse risorse (acqua, cibo, luce ecc.) oppure per laccoppiamento (selezione sessuale)

45 L'evoluzione45 Più in generale però la lotta per lesistenza è anche una lotta di tutti contro le condizioni ambientali (avversità climatiche, accidenti casuali ecc.). La lotta si svolge su tutti questi piani contemporaneamente e favorisce il più adatto a combattere questa battaglia in un dato luogo ed in un dato momento, che riceverà in premio la possibilità di riprodursi maggiormente (vantaggio riproduttivo).

46 L'evoluzione46 I caratteri ereditari vengono trasmessi alla prole e quelli del più adatto si diffonderanno maggiormente nelle generazioni successive, mentre il meno adatto produrrà meno discendenti e quindi i suoi caratteri saranno sempre meno diffusi nei discendenti stessi. In tal modo molto lentamente le specie si modificano, grazie allaccumulazione nel corso del tempo delle variazioni vantaggiose, in quanto ogni comparsa casuale di un carattere favorevole viene premiata riproduttivamente.

47 L'evoluzione47 Nellestate del 1858 Alfred Wallace, studioso autodidatta e squattrinato, che viveva in giro per il mondo andando a caccia di animali rari da vendere ai collezionisti, scriverà a Darwin esponendogli una teoria identica a quella alla quale questi stava lavorando da ventanni

48 L'evoluzione48 Spronato dai suoi amici, Darwin deciderà di uscire allo scoperto. Dopo aver pubblicato unanticipazione del proprio lavoro, presentato insieme a quello di Wallace, si getterà a capo fitto nella stesura definitiva della sua teoria, che verrà pubblicata tredici mesi dopo nella sua opera più importante Lorigine della specie per selezione naturale

49 L'evoluzione49 Lorigine delle specie Il libro uscirà alla fine del 1859, andando subito a ruba; Darwin ne realizzerà successivamente altre sei edizioni, nelle quali arricchirà ulteriormente la sua teoria. Esso è ritenuto, a ragione, una delle opere fondamentali dellintelletto umano ed in effetti, dopo la sua uscita, le cose non saranno più come prima

50 L'evoluzione50 Al suo interno Darwin esporrà a pieno tutta la sua teoria che, nelle sue linee essenziali, può essere così riassunta : In natura gli esseri viventi presentano spontaneamente una grande variabilità, la cui origine restava per Darwin sconosciuta

51 L'evoluzione51 Gli individui trasmettevano le loro caratteristiche ai discendenti e Darwin ipotizza che possano essere trasmessi anche i caratteri acquisiti, per esempio tramite luso ed il disuso di alcune parti del corpo. La comparsa dei nuovi caratteri, che è alla base della variabilità, anche se determinata da cause naturali, è del tutto casuale e scollegata dalle esigenze dellambiente. Alcuni caratteri potranno infatti risultare vantaggiosi, mentre altri potranno essere invece svantaggiosi.

52 L'evoluzione52 In ogni ambiente nascono più individui di quelli che vi possono sopravvivere e, a causa della limitatezza delle risorse, una parte di essi saranno destinati a soccombere Nella lotta per lesistenza (per luso delle risorse) prevarranno coloro che portano modificazioni più favorevoli alla sopravvivenza in quellambiente, in quel momento

53 L'evoluzione53 Gli sconfitti non sono però necessariamente destinati alla morte, bensì a riprodursi meno dei vincitori (successo ed insuccesso riproduttivo – riproduzione differenziale), che quindi diffonderanno nei discendenti i caratteri più favorevoli. Non esiste alcun progresso assoluto; lambiente è soggetto a continue modifiche casuali, ciò che è più adatto in un dato momento può non esserlo in futuro, ciò che è favorevole in un certo ambiente può essere sfavorevole in un altro

54 L'evoluzione54

55 L'evoluzione55 Le modificazioni favorevoli non conducono sempre e comunque verso individui più forti o più grossi; nella lotta per la sopravvivenza esistono innumerevoli strategie.

56 L'evoluzione56 Gli organismi possono migrare e colonizzare nuovi ambienti, andando incontro a condizioni nuove. La casualità di tali fenomeni, innescando i processi selettivi, indirizza levoluzione

57 L'evoluzione57 Quando organismi simili colonizzano luoghi diversi, restando riproduttivamente separati, vanno in contro a modificazioni differenti e quindi i loro caratteri, nel corso del tempo, divergono Ciò spiega la variabilità degli organismi allinterno di ambienti simili ma separati o distanti geograficamente

58 L'evoluzione58 Da un comune antenato possono quindi originarsi più specie differenti, imparentate tra loro; col procedere di questo fenomeno le divergenze aumentano, originando sempre nuove ramificazioni

59 L'evoluzione59 I vari gruppi di organismi non sono disposti secondo una scala naturae, bensì secondo un albero, che ha in basso gli organismi più vecchi (antenati comuni)

60 L'evoluzione60 Gruppi vicini hanno derivazioni comuni: tutti i viventi sono imparentati tra loro (fine del creazionismo)

61 L'evoluzione61 Esiste anche una selezione sessuale che si esplica con la lotta per il possesso delle femmine oppure con il corteggiamento

62 L'evoluzione62 Tali attività, per quanto sottraggano energie ed espongano ai rischi della predazione, offrono comunque un vantaggio, in quanto il vincitore o il preferito acquista un vantaggio riproduttivo

63 L'evoluzione63 La selezione naturale può condurre allestinzione, ma anche alla divergenza. Nessun fine, consapevole volontà o forza misteriosa guida il processo selettivo

64 L'evoluzione64 Levoluzione è indirizzata solo dal caso, con cui compaiono i nuovi caratteri o si modifica lambiente, e dalla necessità dei viventi di adattarsi a tali cambiamenti

65 L'evoluzione65 La selezione naturale non agisce nella società umana, dove la cultura prevale sugli aspetti puramente fisici. Luomo, grazie al suo intelletto, è lunico animale capace di modificare la propria evoluzione.


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