laboratorio evoluzione Marcello Sala DIVENTARE UOMINI

Come mai l’evoluzione nella tribù degli Hominina è stata così rapida e ha accelerato da 2 Ma fa con il genere Homo? Qual è stato l'evento chiave che ha portato all’evoluzione del genere umano (Homo)? a) L’aumento di dimensioni del cervello? b) L’uso del fuoco? c) Il bipedismo? d) Il linguaggio?

Volume del cervello (in cc) 1600 400 1700 1400 1100 850 530 600 440 500 Volume del cervello (in cc) Progressione lineare? No, ma tendenza a espansione in tutto il genere Homo

Cervello più grande  più intelligenza? Quale intelligenza? Test su scimmie in riserve naturali e bimbi di 2 anni (abilità cognitive poco culturalizzate) Cervello più grande  più intelligenza? Quale intelligenza? Solo gli umani (anche piccoli) hanno capacità di ragionamento spaziale (trovare ricompense nascoste)? Anche gli scimpanzé (non gli oranghi) discriminare quantità? cogliere relazioni causa-effetto? Le scienze, Novembre 2014

Solo gli umani (anche piccoli) hanno un repertorio di gesti Quale intelligenza? Solo gli umani (anche piccoli) hanno un repertorio di gesti che esprimono comandi o richieste? Anche grandi scimmie (ominoidi) Solo gli umani (anche piccoli) ri-combinano simboli per esprimere nuovi significati? Anche scimpanzé in contesti sociali umani Solo gli umani (anche piccoli) usano gesti per comunicare informazioni? Sì Solo gli umani (anche piccoli) comprendono gesti che mimano azioni? Sì (neuroni specchio diversi da quelli degli scimpanzé)

Solo gli umani imparano per tentativi ed errori? Quale intelligenza? Solo gli umani imparano per tentativi ed errori? Anche altri animali (es. ratti, polpi) Solo gli umani imparano per imitazione? Anche altri animali (es. scimpanzé, taccole, merli) Solo gli umani (anche piccoli) sanno valutare percezioni e desideri di altri? I piccoli umani più delle scimmie Solo gli umani esplorano nuovi modi per fare le stesse cose? Sì Solo gli umani (anche piccoli) condividono con altri intenzionalità verso un obiettivo?

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

Perché l’uso del fuoco è importante nell’evoluzione umana? Cuoce i cibi rendendoli assimilabili (es. amido) o più digeribili (es. carne) o non tossici (es. semi di lino manioca) contrastando gli effetti del loro deterioramento prolungandone la durata di conservazione Permette di riscaldare i siti di accampamento e quindi di colonizzare zone più fredde Fornisce una difesa dai predatori Costituisce il centro della vita comunitaria favorendo la strutturazione sociale (compiti relativi alla conservazione, ritualità)

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

che cosa testimoniano questi primi strumenti? Primi chopper usati come raschiatoi per spolpare ossa (c. olduvaiana): che cosa testimoniano questi primi strumenti? Il passaggio a una dieta che comprende proteine animali (probabilmente da carcasse) soprattutto midollo osseo ricco di grassi Perché questa dieta è importante nell’evoluzione umana? Permette l’espansione del cervello

Tecnologie Prime amigdale bifacciali (c. acheuleana)?

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

L’aumento di volume del cervello è in relazione 1600 400 1700 1400 1100 850 530 600 440 500 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

Solo gli umani costruiscono oggetti? Solo gli umani costruiscono con strumenti?

Solo gli umani usano strumenti?

Solo i primati usano oggetti in modo finalizzato? Anche uccelli (es. airone pescatore getta in acqua esche per i pesci) Anche rettili (es alligatore raccogliendo bastoni attira uccelli in fase di costruzione del nido)

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

Che vantaggio dà il bipedismo? Mani libere  raccolta e trasporto di cibo - di alta qualità - in condizioni di scarsità Il bipedismo dà altri vantaggi adattativi? Possibilità di vedere più lontano   maggiore difesa dai predatori  più ampia esplorazione alla ricerca di cibo Minore assorbimento di calore in zone a forte insolazione Maggiore potenza nei colpi nelle lotte sessuali

Quali conclusioni si possono trarre da questo quadro? La camminata bipede compare già in specie arboricole poi tra 4 e 1,5 Ma fa: - piedi arcuati - alluci corti - gambe lunghe - forte articolazione di caviglia ginocchio anca - vita lunga e flessibile - avambracci corti - torace stretto e spalle larghe Quali conclusioni si possono trarre da questo quadro? La struttura anatomica e fisiologica dell’uomo dà più vantaggi nella camminata ma soprattutto nella corsa (caccia e in generale relazione con l’ambiente della savana)

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

In quale situazione questa capacità è vantaggiosa? Avere le mani libere è stato il cambiamento decisivo per l’evoluzione umana? Il lancio di oggetti è la prestazione in cui l’uomo si distingue dai primati L’uomo riesce a lanciare una palla da baseball fino a 160 Km/h lo scimpanzé non supera i 35 Km/h In quale situazione questa capacità è vantaggiosa? Cattura di prede nella savana in concorrenza con animali più veloci e dotati di artigli e zanne Le strutture anatomiche che consentono questa prestazione si trovano già in Homo erectus 1,8 Ma fa video

C’è un rapporto evolutivo tra camminata bipede e aumento del cervello? 1600 400 1700 1400 1100 850 530 600 440 500 C’è un rapporto evolutivo tra camminata bipede e aumento del cervello? Non necessario: tra 9 e 7 Ma fa Oreopithecus bambolii primate bipede con cervello piccolo da scimmia

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) 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? ...

A partire dalle ossa del cranio è possibile ricostruire 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 (500.000 anni fa) percepiva frequenze tra i 2.500 e 4.000 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

come si può capire se un animale parlava? 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? oggi ? ? ?  Si cerca di capire com’era l’antenato comune confrontando i suoi discendenti attuali

Gli scimpanzé anche se hanno capacità di imitazione e imparano hanno difficoltà fisiche a pronunciare parole umane Gli uomini di Neanderthal avevano una muscolatura compatibile con la produzione di suoni articolati Come si fa a sapere? Analisi con il sincrotrone della struttura fine di un osso ioide neanderthaliano

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

Calendario lunare, strumenti musicali, 40.000 anni fa Europa 15.000 anni fa Europa 40.000-34.000 anni fa Europa Calendario lunare, strumenti musicali, monili, pitture non naturalistiche che cosa testimoniano? Attività di simbolizzazione

Da quanto tempo gli uomini svolgono attività simboliche? Pitture rupestri Indonesia 40-35.000 anni fa Da quanto tempo gli uomini svolgono attività simboliche? Grande espansione con la seconda ondata di migrazione del sapiens Forse uso del linguaggio ma... sepoltura 76.000 anni fa (anche H. Neanderthalensis) Pigmento ocra rossa per uso estetico 77.000 anni fa (160.000, 280.000?) SudAfrica più di 50.000 anni fa Conchiglie forate (monili?) SudAfrica e Mediterraneo 100-75.000 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…?

Qual è la condizione della comparsa della cultura? 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

La socialità può essere prodotta dalla “selezione naturale”? ... 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

Quale dei due assomiglia più a un uomo? ... ... 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?