La teoria dell’evoluzione

Il dato naturale: La varietà dei viventi

OPPURE questa infinita varietà è presente sin dall'inizio si è generata nel tempo?

“le forme di vita più semplici precedono quelle complesse “le forme di vita più semplici precedono quelle complesse. Gli uomini derivano dai pesci” (Anassimandro, VI sec.a.C.) Dopo di loro, la domanda “Come mai gli esseri viventi hanno quel determinato aspetto e non un altro?” semplicemente non si pone per quasi 2000 anni…perché… Le specie non si evolvono, sono immutabili. Le forme di vita sono in scala gerarchica, dalle forme più semplici a quelle più complesse, all’apice l’uomo (scala naturae). (Aristotele, IV sec. a.C.)

Il livello ontologico-filosofico: la fede nella creazione Indaga sul perché dell’essere in sé,perché c’è qualche cosa e non niente. Riguarda la differenza tra il niente e qualcosa La bellezza e l’armonia del Creato dimostra non solo il Disegno del Creatore, ma anche l’esistenza di una Provvidenza ininterrottamente impegnata a vegliare ed assistere ogni creatura. Pone la questione ad un livello principalmente ontologico, non fenomenologico.

I viaggi di scoperta dell’ Umanesimo-Rinascimento L’uso della bussola favorì la navigazione in mare aperto e negli oceani. L’ardore della ricerca e la gioia della scoperta dettero cuore ai naviganti di oltrepassare le Colonne d’Ercole , nel Medioevo considerate il limite estremo verso l’ignoto Oceano, popolato di mostri e ritenuto sede di fenomeni spaventosi. Alle numerose scoperte derivate da tale impulso, volte a allargare la conoscenza del continente africano e asiatico, seguì la più importate conquista : la scoperta dell’America (1492) da parte di Cristoforo Colombo.

Nasce la BIOGEOGRAFIA La scienza che studia la distribuzione nello spazio e nel tempo degli organismi viventi e delle cause che lo determinano

L’Anatomia Comparata pone molte domande Omologie Analogie

La Paleontologia I fossili presenti nei vari strati di rocce possono corrispondere a organismi vissuti in tempi diversi? Rappresentano cioè una sequenza temporale? Aumento della complessità L’idea di un’evoluzione cominciava a diffondersi

Cuvier e la Teoria delle Catastrofi George Cuvier (1769-1832) Il regno animale classificato secondo la sua organizzazione (1817-1830) Contesta il lamarckismo Catastrofismo Nel corso della storia della Terra alcune catastrofi improvvise e violente avrebbero estinto le specie di vaste regioni Queste zone sarebbero poi state successivamente ripopolate da altre specie provenienti da regioni limitrofe (di cui ancora non si sono trovate i fossili, non sono nuove specie) Per spiegare l’esistenza di resti fossili di organismi diversi da quelli attuali e quindi conciliare i dati paleontologici con le parole della Bibbia propose una sua teoria

George- Louis Buffon (1707-1788) Le specie viventi si trasformano nel tempo 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

George- Louis Buffon Intuì che tutte le specie, sia vegetali che animali, non sono fisse nella forma e funzione (quindi andava contro la teoria Fissista), ma in realtà, nel momento in cui una determinata specie vegetale o animale ha dato nascita a una forma migliorata (si dirà con Darwin "evoluta", termine che all' epoca non esisteva ancora), la precedente versione della medesima scompare. Quindi Buffon, insieme a Lamarck che successivamente appoggerà molte delle sue teorie, è stato il primo, cento anni prima di C. Darwin, a dare una impronta dinamica agli organismi viventi e alle manifestazioni vitali

Il livello fenomenologico: Il fissismo Nasce da una interpretazione letterale della Bibbia, a cui si vuole dare una valenza di natura scientifica.. C. Von Linnè (1707-78 ) “…Noi contiamo tante specie quante diverse forme furono create in principio. Vi sono tante specie quante diverse produsse in principio l’Ente infinito…” Philosophia botanica 1770

Progresso ed evoluzione L’evoluzionismo ebbe i primi successi alla fine del ‘700 (epoca della rivoluzione francese), quando si impose la concezione di “progresso”. Progresso ed evoluzione derivavano entrambe da un’unica visione storica delle vicende della società: la fede nel miglioramento, nella perfettibilità.

FISSISMO/ CATASTROFISMO CREAZIONE EVOLUZIONE Indaga sul perché dell’essere in sé,perché c’è qualche cosa e non niente. Riguarda la differenza tra il niente e qualcosa. La creazione non esclude l’evoluzione Livello ontologico Comparsa di nuove specie da specie preesistenti. Gli organismi cambiano aspetto nel tempo in risposta all’ambiente. Natura in divenire livello fenomenologico Le specie viventi, vegetali e animali, sono sempre esistite come oggi le possiamo osservare/dopo ogni evento catastrofico, una nuova creazione Livello fenomenologico

ERASMUS DARWIN Il naturalista inglese Erasmus Darwin (1731-1802), nonno di Charles Darwin, era tra coloro che sostenevano 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.

Erasmus Darwin Lo sviluppo dell’organismo, così come lo sviluppo della personalità umana, si determina grazie al succedersi di interazioni contrastanti. La fisionomia degli individui è il frutto dell’interazione tra popolazione e ambiente. (Zoonomia, Gli amori delle piante, 1794-1806).

Jean-Baptiste Monet De Lamarck (1744-1829) Negli esseri viventi è presente una spinta interna al cambiamento che si manifesta attraverso l’uso e il disuso delle parti (“l’uso potenzia l’organo mentre il disuso lo atrofizza”) e l’ereditarietà dei caratteri acquisiti.

L’evoluzionismo lamarckiano J.-B. Lamarck (1744-1829) pubblica nel 1809 Philosophie zoologique In essa sostiene che le specie si trasformano nel corso del tempo La tendenza verso la perfezione delle forme viventi La trasmissione dei caratteri acquisiti dai genitori ai figli L’esempio famoso delle giraffe La critica di Cuvier La rinascita del lamarckismo come spiegazione della trasmissione culturale (i memi di Dawkins)

LAMARCK 1892 L’uccello attirato dal bisogno sull’acqua, ove trova la preda che lo fa vivere, allarga le dita dei piedi allorché vuole battere l’acqua e muoversi su di essa: la pelle che unisce le dita alla loro radice, a seguito delle continue sollecitazioni, prende l’abitudine di distendersi. È così che si sono formate, con l’andar del tempo, le ampie membrane che uniscono le dita delle anatre, delle oche e di altri uccelli. Sforzi simili, compiuti per nuotare, cioè per spingere l’acqua al fine di spostarsi entro questo liquido, hanno disteso in modo analogo le membrane che uniscono le dita delle rane, delle tartarughe marine, ecc.

LAMARCK 1892 Al contrario, l’uccello che per il suo modo di vivere si abitua a posarsi sugli alberi, e che discende da individui che avevano tutti contratto questa abitudine, ha necessariamente le dita dei piedi più allungate e conformate diversamente da quelle degli uccelli acquatici considerati prima. Col tempo le sue unghie si sono allungate, appuntite e incurvate a falce per meglio agguantare i rami sui quali l’uccello si riposa tanto spesso ...

Charles Lyell (1787-1875) Il padre della geologia (principles of geology, 1833) Con lui, lo studio delle scienze della terra diventa sistematico. Dilata la cronologia del pianeta La terra non è sempre stata così come la vediamo ma ha subito dei mutamenti lenti e progressivi. Lo studio dei fenomeni attuali è la chiave per capire gli eventi terrestri del passato

Malthus e la socio-economia La popolazione tende ad accrescersi più rapidamente (progressione geometrica) di quanto si acrrescano le sussitenze (progressione aritmetica). Ogni generazione paga un tributo (mortalità) per carestie ed epidemie. La conseguenza è la lotta per la sopravvivenza

Charles Darwin e il viaggio sul brigantino Beagles (1831-1836) Nasce nel 1809, studia a Edimburgo (medicina) e a Cambridge (teologia). La sua preparazione è sommaria e non naturalistica: “..I tre anni passati a Cambridge furono sprecati, in modo altrettanto completo dei due anni passati ad Edimburgo o di quelli della scuola media.”(Autobiografia)

Il viaggio sul Beagle Dal punto di vista accademico lo studente sedicenne sprecava il suo tempo, però le numerose letture, l’attenzione alle sue collezioni naturalistiche, le ricerche ponevano le basi dei suoi futuri successi I fratelli Erasmus e Charles Darwin si iscrissero all’Università di Edimburgo ai primi di ottobre del 1825 per diventare dottori in medicina. Charles si iscrisse a 9 corsi: anatomia, chirurgia, pratica di fisica, materie mediche, chimica e storia naturale. “frequentai le lezioni di geologia e zoologia di Jameson, ma erano noiose fino all’inverosimile. L’unico effetto che produssero in me fu la ferma determinazione di non leggere mai, per tutta la vita, un libro di geologia …”

gli studi non andarono meglio Il viaggio sul Beagle A Cambridge gli studi non andarono meglio “A Cambridge nessuna attività mi ha impegnato con tanta passione e procurato così tante soddisfazioni come la raccolta dei coleotteri” Darwin fu iniziato agli studi di Geologia a Edimburgo, ma fu a Cambrige che si appassionò a questa materia grazie a Adam Sedgwick e a John Stevens Henslow.

Il viaggio sul Beagle Nell’agosto del 1831Adam Sedgwick inizia una campagna geologica nelle formazioni più antiche del Galles, insieme a Darwin e per il giovane naturalista sarà una formidabile preparazione alla comprensione della stratigrafia e della tettonica. Inoltre Darwin acquisterà fiducia nelle sue capacità di geologo. Alla fine di agosto Charles finì la sua ricerca e ritornò Shrewsbury perché … “a quel tempo mi sarei dato del pazzo a rinunciare ai primi giorni di caccia alla pernice a favore della geologia o di qualsiasi altra scienza” Ma al suo ritorno a Shrewsbury, lunedì 29 agosto 1831, Charles trovò la lettera di Henslow con la proposta di imbarcarsi nel Beagle.

Il 31 agosto lo zio Josiah Wedgwood scrisse al padre di Darwin Il viaggio sul Beagle “Se riesci a trovare una persona di buon senso che ti consiglia di partire , ti darò il mio permesso.” Il 31 agosto lo zio Josiah Wedgwood scrisse al padre di Darwin ottenendo l’autorizzazione a partire. Il 1 settembre Josiah e Charles poterono sfoderare i loro fucili per la caccia alla pernice. Il 2 settembre Charles era a Cambridge da Henslow a riflettere sul da farsi Il lunedì successivo parlò con FitzRoy, e i due giovani (26 e 22 anni) fecero di tutto per piacersi Robert Waring Darwin

Poi iniziarono i preparativi per la partenza, Il viaggio sul Beagle Poi iniziarono i preparativi per la partenza, il costo dell’equipaggiamento per il viaggio toccò le 600 sterline in più l’Ammiragliato pretendeva 50 sterline all’anno per il vitto e l’alloggio a bordo. Charles tentò di consolare il padre “dovrei essere diabolicamente intelligente per spendere più del mio stipendio a bordo del Beagle” al che il padre ribattè “Ma tutti mi dicono che sei estremamente intelligente! “ Il martello da geologo Il costoso microscopio stereoscopico portatile della bancks, raccomandatogli da Robert Brown

Il viaggio sul Beagle Nel dicembre 1831 C. Darwin si imbarcava nel Beagle iniziando un viaggio naturalistico che sarà alla base della sua formazione culturale e della sua teoria sull’evoluzione degli organismi

Il percorso e le principali tappe

Darwin assiste a numerosi terremoti L’esperienze nel campo della geologia “..oggi abbiamo sentito il terremoto più violento che si sia avvertito qui a memoria d’uomo” “…un terremoto sconvolge in un istante le idee più solide…” “…un solo terremoto basta a distruggere la prosperità di un paese…” Darwin assiste a numerosi terremoti a Valparaiso, a Tulcahuano, a Concepcion dove la baia si solleva di 2 o 3 piedi, all’isola di S. Maria dove Fitz Roy rinviene mitili in putrefazione perché sollevati dal terremoto a 10 piedi sopra il livello dell’alta marea.

La teoria sull’origine delle barriere coralline Nel viaggio Darwin aveva subito distinto in tre classi le barriere coralline: Isole lagunari o atolli (Atolls) Barriere o cinture di banchi (Barrier) Scogliere frangenti o scogliere marginali (Fringing reefs) E aveva affermato che una teoria seria doveva poter spiegale l’origine di tutte e tre le categorie … se noi immaginiamo che una tale isola si immerge di alcuni piedi dopo lunghi intervalli, …, il corallo verrebbe a continuarsi verso l’alto, sorgendo dalle fondamenta della scogliera che lo circonda.

Darwin arrivò nell’arcipelago delle Galapagos il 15 settembre 1835 Il viaggio sul Beagle Darwin arrivò nell’arcipelago delle Galapagos il 15 settembre 1835 e vi resterà fino al 20 ottobre. Geochelone elephantopus vandenburghi Le isole Galapagos si rivelarono un vero e proprio laboratorio dell’evoluzione, dove gli effetti dell’isolamento e della selezione naturale si potevano e si possono toccare con mano

Le osservazioni di Darwin “… mi venne improvvisamente da pensare che le modificazioni favorevoli tenderebbero ad essere conservate e quelle sfavorevoli ad essere eliminate”…(Darwin, Autobiografia)

I fringuelli di Darwin Isole Galapagos 13 varietà di fringuelli inesistenti altrove Becchi diversi adattati al tipo di alimentazione Il fringuello terrestre dal becco grande (magnirostris) si alimenta di semi grandi e duri. Il fringuello arboreo grande (psittacula) mangia insetti grandi. Il fringuello gorgheggiatore (olivacea) è adattato per alimentarsi di insetti piccoli. Il fringuello terrestre piccolo (fuligginosa) mangia semi piccoli e duri. Selezione naturale da un progenitore comune Deriva genetica

1859

On the Origin of Species (1859) “ Si può dire che la selezione naturale scruta di giorno in giorno, di ora in ora, in tutto il mondo, qualsiasi variazione anche la più leggera, rifiutando quel che è cattivo e accumulando quel che è buono; lavorando silenziosamente e insensibilmente al perfezionamento di ciascun vivente in rapporto alle sue condizioni di vita…” Dal Catalogo di Buffon

On the Origin of Species (1859) “…Grazie a questa lotta per la vita, qualunque variazione, anche se lieve, qualunque ne sia l’origine, purchè risulti in qualsiasi grado utile ad un individuo appartenente a qualsiasi specie, contribuirà alla conservazione di quell’individuo e, in genere, sarà ereditata dai suoi discendenti. A questo principio, grazie al quale ogni più piccola variazione, se utile, si conserva, ho dato il nome di selezione naturale: essa non potrebbe fare nulla se non si verificassero variazioni favorevoli…”

On the Origin of Species (1859) “..Nei capitoli precedenti, parlando delle variazioni (…) mi sono espresso come se fossero dovute al caso. Naturalmente si tratta di una espressione assolutamente scorretta che, però, serve a far capire chiaramente la nostra ignoranza delle cause di ciascuna variazione particolare.”

La selezione naturale conserva e accumula nel corso dei millenni quelle piccole variazioni casuali che rendono alcuni individui più adatti a vivere nel loro ambiente e a uscire vittoriosi nella lotta per la sopravvivenza In sé le variazioni non hanno né scopo né direzione (non c’è finalismo) ma possono essere più o meno utili a un organismo per la sua sopravvivenza e per la sua riproduzione.

I pilastri della teoria darwiniana Esiste, per natura, una grande variabilità Gli individui di ogni specie differiscono l’uno dall’altro per caratteri che insorgono in modo casuale Ogni generazione produce più prole di quanta possa sopravvivere: la competizione tra gli individui determina una “lotta per l’esistenza” Arrivano a riprodursi solo gli individui che nella competizione hanno il sopravvento (“sopravvivenza del più adatto”). La qualità di “più adatto” si manifesta nel successo riproduttivo, unico evento rilevante ai fini dell’evoluzione Il più adatto in quel momento e in quell’ambiente trasmette alla discendenza i suoi caratteri e quindi l’evoluzione procede per piccoli passi : “Natura non fecit saltus” Nel tempo si producono nuove specie

Alfred Russel Wallace (1821-1913) Naturalista: viaggia in Sud America e Malesia raccogliendo campioni Nel 1858 formula indipendentemente da Darwin una teoria sulla selezione naturale

“…quando concepisco tutti gli esseri non come creazioni speciali bensì come discendenti diretti di alcuni (…) mi sembra che ne escano nobilitati.”(The origins of species)

Da cosa si origina la specie? La specie è il frutto dell’interazione tra l’ambiente (selezione naturale) e la diversità casuale esistente tra gli individui appartenenti alla stessa popolazione Il processo di selezione naturale dei più adatti comporta una trasformazione costante dell’intera popolazione di una specie Essa sfuma lentamente nella specie successiva senza interruzione oppure dà origine lentamente a due o più specie discendenti (anello di congiunzione) L’evoluzione è data dall’accumulo regolare di piccoli cambiamenti ereditari nel corso di tempi lunghissimi tanto da permettere le ampie differenze morfologiche tra le specie

l’evoluzione è il risultato dell’accumularsi, negli individui di una specie di generazione in generazione, di piccoli cambiamenti ereditari nel corso di tempi lunghissimi (gradualismo filetico). Il fattore tempo diventa fondamentale per giustificare le vistose diversità anatomiche esistenti tra generi, famiglie, ordini, classi diverse di organismi. I piccoli cambiamenti (Microevoluzione) si sommano per dare luogo alle grandi diversità (Macroevoluzione) L’evoluzione darwiniana implica gli anelli di congiunzione

Evoluzione del cavallo: caso classico di evoluzione della specie interpretabile con il modello darwiniano Negli ultimi 60 milioni di anni il piccolo Hyracoterium e le forme affini sono state sostituite gradualmente da membri del genere Equus caratterizzati da * una taglia sempre maggiore, * un minor numero di dita * denti sempre più adatti a un animale che vive nella prateria (albero evolutivo ricostruito in base ai reperti fossili)

Un altro esempio di micro evoluzione (in tempi rapidi, quindi osservabile) Biston betularia Il processo di industrializzazione in Inghilterra determinò un inquinamento che causò il cambiamento del colore dei tronchi in nero e conseguentemente anche il colore delle ali della farfalla

Storia evolutiva degli animali Il modello della diversità in natura è simile ad un albero, non ad una scala. Dal semplice al complesso Esplosione di flora e fauna nel cambriano Storia evolutiva degli animali MA DOVE SONO GLI ANELLI DI CONGIUNZIONE? MACROEVOLUZIONE

Le prove a favore del processo evolutivo: l’evoluzione è un fatto L’evoluzione è suffragata da un gran numero di prove: la documentazione fossile la biogeografia (distribuzione geografica delle specie) l’anatomia comparata l’embriologia comparata la biologia molecolare

E.Insetto imprigionato nell’ambra LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 1. Lo studio dei fossili FOSSILE: Ciò che rimane di un organismo o il segno evidente della sua presenza (come un’impronta). A. cranio fossile di Homo erectus D.esempio di resti organici: una foglia Può essere una parte dura non alterata (denti, ossa) A una parte pietrificata (legno, osso) B un’impronta nella roccia, o un calco C una parte molle non alterata o parzialmente alterata D,E,F B.albero pietrificato C. calchi di ammoniti F.Uomo mummificato del Similaun E.Insetto imprigionato nell’ambra

La DOCUMENTAZIONE FOSSILE (serie ordinata di fossili che affiorano LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 1. Lo studio dei fossili La DOCUMENTAZIONE FOSSILE (serie ordinata di fossili che affiorano in rocce sedimentarie databili) fornisce una delle prove più importanti dell’EVOLUZIONE I FOSSILI DOCUMENTANO I CAMBIAMENTI CHE LA VITA HA SUBITO NEL TEMPO DIMOSTRANO CHE GLI ESSERI VIVENTI SI SONO EVOLUTI IN UNA SEQUENZA CRONOLOGICA

Le prove di un’evoluzione geologica ATTUALISMO Evoluzione della Terra parallela a quella dei viventi Attualismo o Uniformismo: i processi di formazione ed erosione delle montagne interessano la superficie della Terra in modo ripetitivo e uniforme fin dai tempi più remoti

La deriva dei continenti Alfred Wegener nel 1915

Tettonica a placche

Formazione degli oceani

LE PROVE DELL’EVOLUZIONE La balena Basilosaurus, oggi estinta. Era dotata di arti posteriori lunghi circa 50 cm (di cui si possiede il reperto fossile). Le balene attuali sono prive di arti posteriori, ma possiedono le ossa della gamba e del piede ridotte ad abbozzi non funzionali al movimento(es. di organi vestigiali). Gli arti anteriori svolgono invece la funzione di pinne TUTTE derivano dall’evoluzione di mammiferi a quattro arti che vivevano sulla terraferma 55 milioni di anni fa 1. Lo studio dei fossili

LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 2. La biogeografia Come mai luoghi con clima e topografia simili sono popolati da organismi molto differenti? Cosa osservò Darwin: l’ambiente delle isole Galapagos era più simile a quello di altre isole tropicali, anche distanti, che non al vicino continente sudamericano eppure gli animali delle isole Galapagos erano più simili alle specie continentali che agli animali delle isole con habitat simile (es. le 13 specie di fringuelli osservate da Darwin erano simili a specie sudamericane) Ognuna di queste specie NON era stata creata separatamente dalle altre e distribuita sulle isole, MA TUTTE derivavano da un ANTENATO COMUNE proveniente dalla terraferma deduzione Si abbandona la dottrina creazionista che prevede che ogni specie sia stata creata per un certo tipo di vita e sia stata posta nella località a cui è stata adattata

si può osservare che sono costituiti dagli STESSI ELEMENTI SCHELETRICI LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 3. L’anatomia comparata ANATOMIA COMPARATA È la disciplina che mette a confronto le strutture corporee di specie diverse Osservando per esempio gli arti anteriori di Coccodrillo Uccello Balena Cavallo Pipistrello Uomo si può osservare che sono costituiti dagli STESSI ELEMENTI SCHELETRICI

3. L’anatomia comparata strutture omologhe Omologia: somiglianza LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 3. L’anatomia comparata strutture omologhe Omologia: somiglianza strutturale ma non sempre funzionale riscontrabile in organismi di specie diverse che si ritiene abbiano un antenato comune

costituiscono una prova dell’EVOLUZIONE LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 3. L’anatomia comparata STRUTTURE OMOLOGHE: costituiscono una prova dell’EVOLUZIONE Considerato che negli arti anteriori di questi organismi esistono gli stessi elementi scheletrici anche se le funzioni sono assai diverse Se queste strutture si fossero sviluppate indipendentemente, data la loro funzione, sarebbero state progettate in modo diverso INVECE La loro somiglianza strutturale è collegabile alla discendenza da un antenato comune

L’anatomia comparata STRUTTURE ANALOGHE Convergenza evolutiva

L’embriologia comparata LE PROVE DELL’EVOLUZIONE L’embriologia comparata EMBRIOLOGIA COMPARATA È la disciplina che mette a confronto le strutture corporee che compaiono durante lo sviluppo embrionale di organismi di specie diverse Le specie imparentate presentano stadi simili nel corso dello sviluppo embrionale

4. L’embriologia comparata LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 4. L’embriologia comparata In TUTTI gli embrioni di vertebrati esiste uno stadio in cui ai lati della gola sono presenti strutture chiamate tasche branchiali

4. L’embriologia comparata LE PROVE DELL’EVOLUZIONE PIANO DI SVILUPPO COMUNE

Le prove della biochimica Una proteina della respirazione cellulare Fortemente conservata: nell’uomo ha 104 aminoacidi, identica nello scimpanzè, solo 1 aminoacido di differenza nei macachi, 18 nei polli, 19 nelle tartarughe, 56 nelle cellule di lievito Un ottimo indicatore della distanza filogenetica sono le mutazioni neutre che si accumulano a ritmo regolare nei geni e quindi nelle relative proteine. Le mutazioni si usano quindi come UNITA’ DI MISURA DI TEMPO, un OROLOGIO MOLECOLARE che determina QUANDO è avvenuta la divergenza di due specie a partire dall’antenato comune

Le prove della biochimica: Dna a confronto SEQUENCING: si possono confrontare direttamente le sequenze nucleotidiche di tratti di cromosomi, di cromosomi interi e persino dell’intero genoma

5. La biologia molecolare LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 5. La biologia molecolare Specie strettamente correlate hanno in comune una percentuale di DNA e proteine maggiore rispetto a specie non imparentate

TEORIA SINTETICA DELL’EVOLUZIONE La combinazione della teoria di Darwin con i principi della genetica e con le numerose scoperte della biologia molecolare è detta sintesi neodarwiniana o teoria sintetica dell'evoluzione (Evolutionary Synthesis). Il termine Evolutionary Synthesis fu coniato nel 1942 da Julian Huxley ed il termine "sintesi" allude all'aggiornamento della teoria darwiniana con l'apporto del pensiero di scienziati di differente formazione, come il paleontologo G.G.Simpson, gli zoologi T.Dobzhansky e E.Mayr.

Thomas Henry Huxley Il mastino di Darwin Julian Huxley è il nipote di Thomas, si è dedicato a rifondare la teoria genetica alla luce della teoria darwiniana della selezione naturale

TEORIA SINTETICA DELL’EVOLUZIONE Tutti i cambiamenti osservabili a livello macroscopico sono riconducibili a piccole innovazioni nel corredo genetico (mutazioni) sotto la pressione costante e direttiva della selezione naturale. Le discontinuità (mancanza degli anelli di congiunzione) furono interpretate come un “caso speciale” dello stesso processo continuo, e si imputava la loro esistenza principalmente al mancato ritrovamento di fossili

INTEGRAZIONI SUCCESSIVE ALLA TEORIA DI DARWIN Le differenze che sussistono tra gli individui (Darwin non poteva spiegare la causa della variabilità tra gli individui né dimostrare come si trasmettessero i caratteri alla progenie) sono attribuite al genoma e alle sue mutazioni casuali. Grazie alle leggi di Mendel (1865) viene introdotto un modo nuovo di studiare la trasmissione dei caratteri: si arriva a distinguere quali mutazioni si ereditano e quali no, introducendo il concetto di: Linea somatica Linea germinale

EVOLUZIONE MICRO EVOLUZIONE MACRO EVOLUZIONE ACCUMULO DI MUTAZIONI A LIVELLO DEL DNA PROCESSI EVOLUTIVI AVVENUTI SU GRANDE SCALA IN TEMPI GEOLOGICI

Aspetti fondamentali della Teoria Sintetica dell’Evoluzione Tutti gli organismi discendono sicuramente da un unico capostipite La variabilità individuale è frutto delle mutazioni che, attraverso ricombinazioni alleliche, interazioni geniche e crossing-over, arricchiscono il campionario dei diversi aspetti che ogni carattere può assumere. L’evoluzione è un fenomeno di popolazione e non opera su un genotipo ma sull’intero patrimonio genetico (Pool genico) La selezione naturale preserva le mutazioni vantaggiose, i cui portatori aumenteranno di frequenza da una generazione all’altra, ed elimina più o meno rapidamente quelle svantaggiose. Si impone il “riduzionismo genetico”(ogni proprietà esterna è spiegata con mutazioni del DNA)  

Il modello darwiniano non risponde completamente Il modello darwiniano non risponde completamente. Lascia domande aperte… Dove sono gli anelli di congiunzione? Le lacune nella documentazione fossile è solo perché non troviamo il fossile o perché non c’è? (discontinuità nel processo evolutivo) Come spiegare “l’esplosione del Cambriano” ed il rapido ripopolamento di specie dopo le grandi estinzioni di massa? (troppo breve il tempo dell’evoluzione..) I caratteri degli organismi sono sempre “vantaggiosi”? Non stupisce che noi e lo scimpanzè condividiamo il 99% del DNA. Stupisce come quell’ 1% ci renda così diversi!! (forse non è solo un problema di mutazioni e di pressione ambientale, bisogna andare sulla proteomica) Il “caso” ha libero accesso a tutto il nostro pool genico ?