L’origine della specie L’evoluzione L’origine della specie

Le teorie evolutive prima di Darwin Nel 1700 lo studio dei fossili dimostrava l’esistenza di antichi organismi talvolta molto diversi da quelli attuali, suggerendo che le specie viventi si trasformano nel tempo. Il naturalista Georges Louis Buffon ( 1707-1788) avanzò l’ipotesi che i viventi si fossero originati da un esiguo numero di antichissimi antenati.

Erasmus Darwin 1731-1802 Naturalista inglese, nonno di Charles Darwin, sosteneva che le specie viventi si trasformano nel tempo e che tali cambiamenti, testimoniati dai fossili, sono il risultato dell’interazione delle popolazioni con l’ambiente.

Jean-Baptiste Lamarck 1744-1829 Lamarck formulò una teoria sull’evoluzione coerente e sistematica, secondo la quale le specie si evolvono tramite l’interazione con l’ambiente. Il punto debole della teoria risiedeva nella convinzione che le caratteristiche acquisite in tal modo fossero trasmissibili alla progenie.

Cuvier e le teorie del catastrofismo Georges Cuvier (1760-1832), fondatore degli studi di paleontologia dei vertebrati, spiegava la scomparsa di specie presenti un tempo sulla Terra attraverso la teoria del catastrofismo.

Le basi del pensiero evoluzionistico di Darwin Gli studi del geologo scozzese Charles Lyell (1797-1875) fornirono le basi per il pensiero evoluzionistico di Darwin. Infatti Lyell nel suo Principles of Geology si opponeva alla teoria del catastrofismo affermando che i lenti e costanti cambiamenti nella storia della Terra sono causati da forze naturali che operano in tempi molto lunghi.

Charles Darwin Charles Darwin nacque nel 1809 in Inghilterra da una famiglia agiata. Il nonno materno fu imprenditore di successo mentre il paterno, Erasmus, un famoso naturalista del suo tempo. Iniziò gli studi di medicina e poi, nel 1827, di teologia, ma la sua vera passione erano le scienze naturali.

Il viaggio con il Beagle La mattinata era fredda, piovigginosa, si sentiva nell’aria che era dicembre. Il 27 dicembre del 1831, per la precisione. Il “Beagle”, un piccolo vascello inglese, partiva dal porto di Portsmouth per un lungo viaggio di cinque anni che l’avrebbe portato a toccare i posti più remoti del globo terrestre. A bordo c’era un giovane, Charles Darwin, che grazie a quel viaggio sarebbe diventato famoso. Aveva abbandonato gli studi di medicina e a soli 22 anni si era imbarcato per dedicarsi alla sua grande passione, la Natura. 

Il viaggio a bordo del brigantino permise al giovane naturalista di compiere numerose osservazioni, di natura sia geologica sia biologica, sulle isole e sui continenti incontrati lungo il percorso. In particolare Darwin rimase colpito dall'enorme varietà di forme sia di fossili sia di organismi viventi presenti sulla superficie terrestre.

Il viaggio del Beagle

Dalla pratica alla teoria Le osservazioni che Darwin fece durante il suo viaggio sul Beagle lo aiutarono a elaborare la sua teoria sull’evoluzione . Quando fece ritorno in Gran Bretagna, scrisse un saggio in cui descriveva i principi della sua teoria dell’evoluzione, parlando di discendenza con modificazioni . Darwin si rese conto dell’unità tra le specie e del fatto che tutti i viventi sono correlati tra loro attraverso un comune progenitore.

Darwin notò, inoltre, analogie tra alcuni fossili di specie estinte e le specie viventi, appartenenti a una stessa area geografica. Durante la sua permanenza sulle isole Galápagos, situate al largo della costa dell'Ecuador, riscontrò differenze di struttura anatomica e di abitudini alimentari tra le popolazioni di animali simili, presenti sulle diverse isole, quali le testuggini, i tordi beffeggiatori e i fringuelli. Entrambe queste osservazioni condussero Darwin a domandarsi se potessero esistere legami di qualche genere tra organismi distinti, ma simili.

Prevedendo le polemiche che le sue idee avrebbero potuto suscitare,Darwin preferì ritardare la pubblicazione del suo libro. Alfred Wallace,un altro naturalista inglese ,concepì una teoria identica a quella di Darwin,che venne presentata nel 1858, citando il precedente saggio di Darwin. Darwin nel 1859 pubblicò il volume Sull’origine delle specie mediante selezione naturale,che divenne un caposaldo delle scienze naturali.

La selezione naturale La selezione naturale è l’insieme dei fattori che determinano la sopravvivenza di alcuni organismi rispetto ad altri, all’interno di una data popolazione. Essa determina l’evoluzione della specie, favorendo gli organismi dotati dei caratteri più adatti in un determinato ambiente. Secondo Darwin la selezione naturale è alla base dei meccanismi dell’evoluzione. Darwin si rese conto che le caratteristiche ereditate dai genitori influenzano almeno in parte la sopravvivenza di una specie. Secondo l’opinione di Darwin, a causa della selezione naturale, le caratteristiche favorevoli saranno presenti sempre più frequentemente negli individui, mentre la caratteristiche sfavorevoli saranno sempre meno evidenti. Darwin osservò che gli organismi di tutte le specie producono prole in eccesso rispetto alle risorse dell’ambiente. Darwin osservò che gli organismi viventi presentano una elevata variabilità che può essere ereditata.

Secondo Darwin le specie si sono evolute da un antenato comune, attraverso modificazioni. La selezione naturale è il meccanismo che ha portato alla formazione delle diverse specie.

Tipi di selezione La selezione stabilizzante La selezione direzionale La selezione divergente

Selezione stabilizzante: E’ il processo di selezione naturale associato ad una popolazione ben adattata al suo ambiente; la selezione stabilizzante seleziona contro i fenotipi estremi. Vengono favoriti gli individui con fenotipo medio .

Selezione direzionale: Se un ambiente cambia nel tempo, la selezione direzionale può favorire i fenotipi ad uno degli estremi; un fenotipo rimpiazza gradualmente l’altro.

Selezione divergente: E’ il tipo di selezione in cui si verifica una tendenza verso direzioni diverse. Ne deriva una divergenza o un allontanamento di gruppi distinti di individui all’interno di una popolazione. La selezione divergente seleziona contro i fenotipi medi.

La selezione naturale non produce organismi perfetti perché: La selezione naturale non produce organismi perfetti perché: gli organismi sono condizionati dalla loro storia; gli adattamenti sono spesso dei compromessi; il caso interagisce con la selezione naturale; la selezione può soltanto far emergere le varianti esistenti.

La selezione sessuale E’ un tipo particolare di selezione naturale che favorisce l'evoluzione di adattamenti e caratteristiche in grado di influenzare la scelta del partner riproduttivo e di contribuire, così, alla propagazione delle specie. Lo sviluppo di questi adattamenti è favorito dalla competizione tra individui dello stesso sesso per la conquista del partner e la loro frequenza nella popolazione tende ad aumentare solo se la riproduzione ha successo. La selezione sessuale porta a una differenziazione morfologica dei sessi (dimorfismo sessuale), con esempi come le corna dei maschi del cervo, i disegni vivacemente colorati dei maschi degli uccelli e le differenze delle dimensioni corporee tra maschio e femmina.

La selezione artificiale Darwin trovò maggiori argomenti a sostegno delle proprie teorie tenendo in costante osservazione i risultati della selezione artificiale, vale a dire la coltivazione e l’allevamento selettivi di piante e animali .

Le prove dell’evoluzione I fossili e la documentazione fossile , cioè la serie ordinata di fossili, forniscono le prove più importanti a favore dell’evoluzione

Il ritrovamento di svariati fossili dimostra che l’evoluzione è un processo che avviene con una sequenza cronologica.

Tramite i fossili siamo in grado di ricollegare le specie attualmente esistenti con i propri antenati estinti.

Prove che confermano la teoria evolutiva Oltre allo studio dei fossili ci sono altre discipline scientifiche che supportano la teoria evolutiva. La biogeografia suggerì a Darwin che gli organismi si evolvono da antenati comuni. Darwin osservò che gli animali delle Galàpagos erano più simili alle specie continentali che alle specie di altre isole tropicali (che hanno un clima più simile).

Che cosa studia la biogeografia? E’ la disciplina che studia la distribuzione degli esseri viventi nelle diverse regioni geografiche del pianeta, e i fattori che la determinano. In particolare, tale disciplina si suddivide in zoogeografia, che si occupa delle forme di vita animale, e fitogeografia, che riguarda invece i vegetali. La distribuzione dei viventi è studiata non solo in relazione alle diverse condizioni climatiche nelle differenti aree del pianeta, ma anche in rapporto alla quota (che, ad esempio, permette di distinguere piani altitudinali distinti nella distribuzione delle piante), alle modalità con cui le popolazioni si diffondono in un determinato areale (ad esempio, individui isolati, individui a gruppi, colonie estese), alle possibili associazioni con altri viventi. La biogeografia, pertanto, ha interrelazioni con la geografia, l’ecologia, l’ecologia marina e l’etologia.

L’anatomia comparata Altra disciplina che supporta la teoria evolutiva è l’anatomia comparata, che mette a confronto le strutture corporee di specie diverse. Tramite le somiglianze anatomiche che accomunano le differenti specie si può teorizzare tra esse un rapporto di discendenza comune.

Le strutture omologhe Le strutture simili, in quanto derivano da un antenato comune, vengono definite dai biologi strutture omologhe. Spesso le strutture omologhe hanno funzioni diverse. Specie umana Gatto Balena Pipistrello

Anatomia comparata: per saperne di più L'Anatomia comparata è una disciplina di sintesi appartenente alle scienze naturali. Essa opera mediante la “comparazione” fra le strutture anatomiche dei diversi gruppi di vertebrati e si pone l’obiettivo di individuare ed analizzare le cause della loro forma, della loro organizzazione strutturale e dei loro adattamenti. Basandosi sulla teoria secondo cui le strutture anatomiche degli animali oggi viventi derivino da animali precursori, l’Anatomia comparata cerca di ricostruire storicamente i processi evolutivi (la filogenesi), indagando i rapporti di parentela fra gruppi di vertebrati attuali e fra gruppi attuali e gruppi ancestrali. Le ragioni della forma animale sono ricondotte sostanzialmente a due fattori: la funzione o le funzioni svolte dalla singola struttura (anatomica e/o fisiologica) dell’animale; i condizionamenti imposti dalla selezione naturale sull’evoluzione del gruppo animale al quale l’organismo appartiene. L’Anatomia comparata risulta, perciò, una scienza in costante evoluzione, sempre alla ricerca di nuove tecniche (anche interdisciplinari) per indagare le problematiche della relazione tra struttura e funzione e tra struttura ed evoluzione.

L’embriologia comparata L’embriologia comparata, fornisce altre prove sulle comuni origini dei viventi, questa disciplina studia le strutture durante lo sviluppo dei diversi organismi. Le specie strettamente imparentate presentano spesso stadi simili nel loro sviluppo embrionale.

Molti vertebrati hanno strutture simili nello stato embrionale. Coda Tasche branchiali Molti vertebrati hanno strutture simili nello stato embrionale. Embrione di pollo Embrione umano

La biologia molecolare Un’altra argomentazione a favore della teoria dell’evoluzione è stata fornita recentemente dalla biologia molecolare, la disciplina che paragona il DNA e le proteine in organismi differenti . Le specie imparentate hanno una percentuale di DNA e di proteine in comune maggiore rispetto alle specie non imparentate .

Estinzione Per estinzione in biologia si intende la scomparsa di una specie causata dalla distruzione dell'habitat, predazione o incapacità di adattamento alle modificazioni ambientali. Il termine viene applicato anche alla scomparsa di categorie tassonomiche superiori, come famiglie o ordini. La maggior parte delle estinzioni avvenute nel corso delle ere geologiche è stata provocata da cambiamenti climatici e ambientali, come le glaciazioni, o dalla comparsa di specie nuove (speciazione), meglio adattate alle condizioni ambientali di quelle preesistenti e capaci di occuparne la nicchia ecologica. Le specie preesistenti, dunque, per effetto della selezione naturale hanno dovuto soccombere ed estinguersi. L’ estinzione è causata da una scarsa variabilità genetica,che riduce la capacità di adattarsi a cambiamenti dell’ ambiente, non permettendo la sopravvivenza della specie.

Convitto Nazionale Vittorio Emanuele II di Napoli P. O. R Convitto Nazionale Vittorio Emanuele II di Napoli P.O.R. Campania Misura 3.6 Uff. 329 per Del. G.R. n. 1784 del 24/09/04 Margherita Casillo VA Liceo Europeo Rita Orfeo VA Liceo Europeo Alessia Migliorato VB Liceo Europeo Serena D’Alterio VB Liceo Europeo Adriano Racioppi VA Liceo Scientifico Stefano Chieffi VB Liceo Scientifico Conte Maurizio VB Liceo Scientifico Stefano Vosa VB Liceo Scientifico Andrea Giordano VA Liceo Scientifico Giulia Scarpato IVB Liceo Scientifico Stefano Vinci IV B Liceo Scientifico Maria Pia Di Grado Docente di Scienze Patrizia Cuomo Docente di conversazione di inglese Colonna sonora Series of dreams di Bob Dylan