laboratorio evoluzione Marcello Sala LE PROZIE DEFUNTE

Una metamorfosi come questa? Una galleria di antenati? ???

L’ “albero genealogico” di una famiglia

   Un “albero” può rappresentare le parentele tra individui, ma anche tra intere famiglie o tra specie tempo diversità In questo caso non si chiama albero “genealogico” ma albero “filogenetico” (specie antenate di specie)

Si possono ricostruire i rapporti di parentela tra persone avendo solo informazioni sul tempo in cui sono vissuti e sulla somiglianza/diversità tra loro? generazioni

Una suddivisione come quella tra maschi e femmine non dà informazioni sulla parentela Che informazioni sono disponibili su organismi vissuti migliaia o milioni di anni fa? I fossili Salvo eccezioni, si tratta di resti di parti dure (ossa, conchiglie...) Spesso i paleontologi dispongono solo di frammenti 

Homo floresiensis Homo erectusHomo habilis Ardipithecus ramidus Australopitecus afarerensis H. Sapiens Cromagnon Homo Neandertalensis Pan troglodytes

Quali caratteristiche per somiglianza e differenza sono pertinenti e rilevanti per stabilire i rapporti di parentela? Non solo le forme esterne ma anche organizzazione interna e modi di funzionare dell’organismo comportamento in rapporto all’ambiente sequenze del DNA Si possono osservare nei fossili? Solo eccezionalmente sono conservati gli organi interni ma non le loro funzioni Come si fa a sapere come funzionavano? Per somiglianza con organismi viventi È possibile confrontare il DNA di individui morti? Il DNA è tra i primi materiali organici a deteriorarsi Si è riusciti a recuperare DNA di reperti fino a fa

Come si risponde alla domanda “che animale è”? Con nomi di gruppi di animali simili Es. “è un vertebrato” “è un mammifero” “è un carnivoro” “è un felino” “è un gatto” Qual è la risposta più precisa? Quella che nomina il gruppo più ristretto e omogeneo di animali simili (nell’es. “gatto”)  corrisponde alla specie Gli scienziati usano un nome doppio (genere e specie) Es. Homo sapiens, Homo erectus

oggi 400 anni fa Homo sapiens Homo Neabderthalensis Homo erectus Homo floresiensis Homo di Denisova tempo Gli uomini che vivono oggi sulla Terra appartengono tutti alla stessa specie? e 400 anni fa? e 4.000? e ? 400 e 4000 anni fa tutti della stessa specie Homo sapiens anni fa 5 specie di uomini (forse di altre non si sono ancora trovati resti) Sono i parenti più stretti della nostra specie Fanno parte tutti della “famiglia di specie” (genere) Homo  uomini

Il genere Homo fa parte della sottotribù degli Hominina € Australopithecus Sediba Homo di Denisova Hominina

La sottotribù degli Hominina fa parte della tribù degli Hominini che fa parte... che fa parte della superfamiglia degli Hominoidi...

Superfamiglia degli Hominoidi... che fa parte dell’ordine dei Primati

Hominina é la “sottotribù” (famiglia di specie) compresa nei Primati e che comprende la specie Homo sapiens (noi uomini) Ricostruzioni a partire dalle ossa fossili

specie pro-zie estinte specie cugine viventi Ritratti di famiglia (l’immagine rappresenta una specie)

L’uomo discende dalla scimmia? L’uomo e le scimmie più vicine hanno antenati comuni vissuti più di generazioni fa Hominina 6,5 Ma 

“L’uomo discende dalla scimmia” perché Darwin non poteva dirlo? Lo dicevano i suoi avversari per screditarlo Non si può “discendere” da un cugino vivente “… non dobbiamo cadere nell’errore di credere che il primiero progenitore di tutto lo stipite delle scimmie, compreso l’uomo, fosse identico, o anche rassomigliasse molto, a qualunque scimmia che esista oggi.” (C. Darwin, Origine dell’uomo, 1871)

La sottotribù degli Hominina Uomo di Neanderthal da a anni fa in Europa e Asia 1 Homo neanderthalensis 2Homo sapiens Differenze?

Uomo di Neanderthal (Homo neanderthalensis) In Europa da anni fa Che informazioni si possono ricavare da queste ricostruzioni?

La sottotribù degli Hominina Uomo di Denisova (ritrovato solo un mignolo fossile) da a anni fa in Siberia Come si fa a sapere che è una specie imparentata con altri Homo? La conservazione ha consentito l’estrazione di DNA mitocondriale Confronto con Neanderthal, sapiens antichi e attuali Divergenza doppia rispetto ai Neanderthal  tempo di differenziazione doppio

La sottotribù degli Hominina Homo erectus da 1,8 Milioni a anni fa Che informazioni si possono ricavare da queste immagini? Cranio di Scimppanzé Cranio di Homo sapiens

Migrazioni delle specie di Homo

La sottotribù degli Hominina Australopithecus sediba 2 Milioni di anni fa Che informazioni si possono ricavare da queste ricostruzioni? Un misto di caratteri di Astralopiteco e di Homo

La sottotribù degli Hominina Australopithecus da 4,5 a 2 Milioni di anni fa Cranio di Australopithecus Che informazioni si possono ricavare da queste immagini? Cranio di Scimpanzé

Australopiteco / Homo erectus Scimpanzé / Australopiteco Che informazioni si possono ricavare da queste immagini?

Che informazioni si possono ricavare da queste immagini? Un misto di caratteri di scimmie antropomorfe e di Homo La sottotribù degli Hominina Ardipithecus ramidus 4,5 Milioni di anni fa

3 generi di Hominina nella stessa area geografica

a) L’aumento di dimensioni del cervello b) L’uso del fuoco c) Il bipedismo d) Il linguaggio Qual è stato l'evento chiave che ha portato all’evoluzione del genere umano (Homo)?

Volume del cervello (in cc) Progressione lineare?

Tecnologie Prime tracce di focolari (gruppi sociali attorno al fuoco) in siti umani? 0,5

Tecnologie Primi chopper usati come raschiatoi per spolpare ossa (c. olduvaiana)?

Tecnologie Prime amigdale bifacciali (c. acheuleana)?

Tecnologie Primi attrezzi a scheggia di selce (c. musteriana)? 0,3

L’aumento di volume del cervello è in relazione con lo sviluppo della tecnologia? Cervello da 600 cc a 1400 cc ma sempre tecnologia olduvaiana

Tecnologie

Laetoli (Tanzania) 3,7 Milioni di anni fa Le più antiche tracce di camminata bipede (Australopithecus afarensis) Prima camminata bipede?

C’è un rapporto funzionale tra camminata bipede e sviluppo delle tecnologie? Mani libere  possibilità di manipolare oggetti

C’è un rapporto evolutivo tra camminata bipede e aumento del cervello? Tra 9 e 7 Ma fa Oreopithecus bambolii : primate bipede con cervello piccolo da scimmia antropomorfa

Il bipedismo dà altri vantaggi adattativi? Possiblità di vedere più lontano  maggiore difesa dai predatori  più ampia esplorazione alla ricerca di cibo Mani libere  raccolta e trasporto di cibo - in condizioni di scarsità - di alta qualità Minore assorbimento di calore in zone a forte insolazione Maggiore potenza nei colpi nelle lotte sessuali La camminata bipede compare già in specie arboricole La struttura anatomica e fisiologica dell’uomo dà più vantaggi nella corsa che nella camminata (caccia e in generale relazione con l’ambiente della savana)

Gli animali comunicano? Inviano segnali sonori, ma anche chimici o visivi, che provocano reazioni in altri individui Comportamenti stereotipati ed ereditari Il linguaggio è un carattere biologico?... Un linguaggio deve - essere articolato (ricombinazione di segnali) - significare (simbolizzazione) - essere soggetto ad apprendimento  fatto “culturale”

Gli animali hanno un linguaggio? Alcuni (uccelli, pipistrelli, elefanti, pinnipedi, cetacei) sono in grado di imparare segnali sonori (audio)audio Quale vantaggio dà questa “plasticità” del comportamento vocale? Possibilità di comunicare in popolazioni con struttura di gruppi variabile e instabile Nei fossili le parti molli non si conservano così gli organi della fonazione (lingua, corde vocali): come si può capire se un ominide parlava?...

come si può capire se un ominide parlava? A partire dalle ossa del cranio è possibile ricostruire com’erano l’orecchio e il canale uditivo: che informazioni si possono ricavare? Si può capire quali frequenze era in grado di udire Homo heidelbergensis ( anni fa) percepiva frequenze tra i e Hz (tipiche della voce umana) molto meglio degli scimpanzé di oggi: questo significa che parlava? No, ma... l’apparato uditivo è dispendioso dal punto di vista neurologico: quale vantaggio nell’evolversi in quella direzione? Probabilmente la possibilità di comunicare con i propri simili

oggi ? ? ? Si cerca di capire com’era l’antenato comune confrontando i suoi discendenti attuali  Nei fossili le parti molli non si conservano e così gli organi della fonazione (lingua, corde vocali): come si può capire se un animale parlava?

Gli scimpanzé anche se hanno capacità di imitazione e imparano hanno difficoltà fisiche a pronunciare parole umane

Ma emettere suoni articolati è l’unica modalità per il linguaggio? I simboli che lo scimpanzé Washoe ha imparato a usare per comunicare

anni fa Europa Calendario lunare, strumenti musicali, monili, pitture non naturalistiche che cosa testimoniano? Attività di simbolizzazione anni fa Europa anni fa Europa

Da quanto tempo gli uomini svolgono attività simboliche? Grande espansione con la seconda ondata di migrazione del sapiens Forse uso del linguaggio ma... sepoltura anni fa (anche H. Neanderthalensis) Pigmento ocra rossa per uso estetico anni fa ( , ?) Conchiglie forate (monili?) sudAfrica e Mediterraneo anni fa

Si ereditano dai genitori già alla nascita o si imparano… i caratteri fisici (forma del corpo – funzione degli organi)?... i comportamenti “istintivi” (es. accoppiarsi con un animale della stessa specie di sesso opposto)?... i comportamenti come parlare una lingua, usare certi oggetti, mangiare certi cibi, praticare certi riti…?...

I comportamenti culturali si imparano  possono essere trasmessi Con quale conseguenza? Il comportamento può cambiare attraverso la comunicazione Con quale vantaggio? Il cambiamento non deve aspettare il succedersi delle generazioni  la cultura evolve molto più velocemente Qual è la condizione della comparsa della cultura? La socialità  organizzazione sociale

... Un animale dotato di grandi dimensioni, forza e ferocia e che si potrebbe difendere da tutti i nemici, forse non sarebbe potuto divenire socievole... La socialità può essere prodotta dalla “selezione naturale”?... per quanto complessamente questo sentimento [simpatia] possa essersi originato, poiché è di notevole importanza per tutti quegli animali che si aiutano e si difendono reciprocamente, si sarà potenziato con la selezione naturale. Per quegli animali che furono avvantaggiati dal vivere in una associazione, gli individui che traevano il maggior piacere dal vivere in società sarebbero scampati meglio ai vari pericoli, mentre quelli che si curavano meno dei loro compagni e vivevano solitari, sarebbero periti in maggior numero. C. Darwin, L’origine dell’uomo..., 1871

... l’istinto sociale sembra che sia sorto per il lungo permanere dei giovani con i genitori ( C. Darwin, L’origine dell’uomo...,1871) Quale dei due assomiglia più a un uomo?... La forma infantile dura più tempo nell’uomo (neotenia) Cervello alla nascita: uomo 23% / scimpanzé 60%: con quale conseguenza? L’uomo raggiunge l’autonomia molto più tardi protetto dai genitori e dal gruppo  ha un lungo periodo in cui impara  trasmissione culturale in contesto sociale

Inizio della neotenia?