teoria dell'evoluzione Susanna Gramaglia Realizated by Pink Squirrel - august 1, 2002

Teoria dell’evoluzione n Prove dell’evoluzioneevoluzione n Le idee nella storiastoria n Di cosa tratta Convinzioni religiose Osservazioni scientifiche Intuizioni Deriva genetica Flusso genico Mutazioni Accoppiamento non casuale Selezione naturale n cosa sostiene I cambiamenti avvengono secondo processi di microevoluzione in una popolazione per microevoluzione Cambiamento dei caratteri di una popolazione nel tempo popolazione Fino ad una eventuale macroevoluzione Nuovi geni e diverse frequenze

n Anassimandro (V secolo A.C.) presuppone un’evoluzione nelle forme di vita Gli scienziati e la storia delle idee n Aristotele (IV secolo A.C.) sostiene l’immutabilità della vita n Dalle sacre scritture (Genesi) la terra ha anni ed è immutata, teoria del “fissismo” che prevale largamente fino ai grandi viaggi di scoperta (XV secolo) n Mouffet (XV secolo) tenta una classificazione delle varie forme di vita attingendo ai documenti dei grandi viaggi n Buffon (XVIII secolo) osservando i fossili presuppone un’evoluzione nelle forme di vitae che la terra sia molto più antica di anni n Lamark (inizio XIX secolo) teorizza l’evoluzione secondo l’adattamento all’ambiente e l’ereditarietà dei caratteri acquisiti n Lyell (XIX secolo) geologo, propone la “teoria attualistica” per cui “il presente è la chiave del passato” evidenziando i cambiamenti geologici e sostenendo che le forze che li hanno causati sono attive anche nel presente n Darwin (XIX secolo) a seguito dei suoi viaggi, delle sue osservazioni e studi dei precedenti scienziati, teorizza l’evoluzione secondo selezione naturale è considerato il padre della teoria evoluzionistica n Couvier (inizio XIX secolo) propone la teoria del “catastrofismo” secondo la quale le modificazioni avvengono per grandi sconvolgimenti naturali n Wallace (XIX secolo) contemporaneo di Darwin giunge indipendentemente alle sue stesse conclusioni n Mendell (XIX secolo) coi suoi studi genetici avvalora la teoria evoluzionistica n Gli attuali scienziati propongono la teoria evoluzionistica secondo lo schema degli equilibri intermittenti cioè cambiamenti non di grande portata che si verificano all’improvviso e vengono selezionati dall’ambiente

le osservazioni scientifiche n Biogeografia In particolare con lo studio dei fossilifossili n Paleontologia n Anatomia comparata n Embriologia n Biochimica molecolare In particolare lo studio delle strutture omologhe (con stessa origine embrionale) e strutture analoghe (con lo stesso uso ma di differente origine) Che studia gli stadi dello sviluppo degli embrioli, paragonando anche quelli di differenti specie In particolare lo studio delle similitudini fra gli acidi nucleici e le proteine di specie diverse Che studia la distribuzione geografica delle specie viventi ci conducono alle prove che avvalorano la teoria evoluzionistica. Le discipline interessate sono:

Fossili Impronte Resti organici fossilizzati (es. coproliti) Parti dure (es. ossa, denti) Parti organiche mineralizzate Parti conservate anche con materiale organico nelle rocce sedimentarie nell’ambra nel ghiaccio La cronologia relativa delle varie forme di vita attraverso la stratigrafiastratigrafia Il tempo assoluto attraverso le tecniche radiometrichetecniche radiometriche Per processi di fossilizzazione alcuni conservano l’organismo intero o alcune sue parti, altri no Fossili di facies quelli di organismi che sono vissuti in habitat ristretti e servono a ricostruire l’ambienti (es. coralli per ambiente marino poco profondo) Fossili guida quelli di organismi vissuti in un certo periodo di tempo e quindi caratteristici di un’era precisa (es. trilobiti, ammonniti, … n Dove sono n Quali sono n Come si sono formati n Cosa sono n Cosa esprimono Conservazione Mineralizzazione Sostituzione Modello e impronta Traccia Pietrificazione per Carbonizzazione

Una popolazione non in evoluzione, stabile nel tempo, teorica, con costante frequenza genica si dice popolazione panmittica Perché una popolazione sia stabile devono verificarsi tutte le seguenti condizioni La popolazione deve essere vasta La popolazione deve essere isolata Non devono verificarsi mutazioni L’accoppiamento deve essere casuale Tutti gli individui devono avere lo stesso successo riproduttivo La frequenza allelica viene espressa tramite la legge degli equilibri di Hardy - Weinberg Popolazione È un insieme di organismi della stessa specie che occupano una zona definita geograficamente e che possono accoppiarsi fra loro È l’unità che evolve con processi di microevoluzione che portano al suo cambiamento del pool genico e/o delle frequenze alleliche, fino a fenomeni di macroevoluzionemicroevoluzionemacroevoluzione Pool genico di una popolazione è l’insieme di tutti i caratteri presenti e la loro relativa frequenza p 2 + 2pq + q 2 = 1 con: p + q = 1 p e q sono la frequenza allelica di un gene X presente sotto due fore alleliche (P e Q). È utile per lo studio delle popolazioni dove le corrispondenze sono: Omozigori per il carattere P (PP) + eterozigori (PQ) + omozigoti per il carattere Q (QQ) = intera popolazione

Microevoluzione Deriva genetica Flusso genico Mutazioni Accoppiamento non casuale Selezione naturale La popolazione subisce una drastica riduzione, il cambiamento è casuale La popolazione importa nuovi alleli Nascono nuovi caratteri che, quasi sempre sono letali, talvolta svantaggiosi, talvolta neutri, raramente vantaggiosi Esempio: consanguineità Per cambiamenti dell’ambiente alcuni individui avranno un maggior successo riproduttivo Fitness evolutiva è il contributo che dà un individuo al pool genico della popolazione con il suo successo riproduttivo Esempi: effetto collo di bottiglia effetto del fondatore Esempi: migrazioni invasioni Se l’individuo portatore della mutazione ha un’alta fitness evolutiva il nuovo carattere entra nel patrimonio genetico della popolazione n Le cause stabilizzante direzionale divergenteSpeciazione n Le conseguenze Maggior variabilità Minor variabilità n Le modalità Gli individui si accoppiano secondo parametri fissi Le popolazioni eterozigote sono evolutivamente superiori per la loro maggior variabilità

Linneo (XVIII sec.) ha definito “specie” introducendo i criteri di classificazione ancor oggi adottati che si basano sulla parentela evoluzionistica degli organismi può essere di tipo Barriere riproduttive prezigotiche postzigotiche Barriere geografiche Allopatrica Simpatrica Parapatrica nelle aree di confine (isolati periferici con maggior variabilità) con maggior diversità di carattere e minor numero di individui Teoria gradualistica Teoria catastrofistica Teoria degli equilibri intermittenti Radiazione adattativa Anagenesi Da una specie originaria si differenzia un gruppo di individui generando una nuova specie; quella d’origine rimane Cladogenesi Da una specie originaria per graduale differenziazione si differenziano specie diverse Divergenza evolutiva Convergenza evolutiva risposte simili in ambienti simili da parte di specie diverse Macroevoluzione Fenomeni di grandi cambiamenti nelle popolazioni che portano a causata da isolamento dovuta a si evolve per n Estinzione n Speciazione Specie originarie