LA TEORIA DELL’EVOLUZIONE-II teoria evoluzione II

CERCHIAMO ALLORA DI CAPIRE COSA DICE REALMENTE QUESTA TEORIA…. “SE LA TEORIA DELL’EVOLUZIONE E’ VERA, DOVE SONO I FOSSILI DI COCCODANATRE?” Sembra una battuta, ma è una domanda che viene REALMENTE rivolta in certi dibattiti sull’evoluzione. CERCHIAMO ALLORA DI CAPIRE COSA DICE REALMENTE QUESTA TEORIA…. teoria evoluzione II

L’INSIEME DEI TRATTI ADATTATIVI PRESENTI NEGLI ORGANISMI LA TEORIA DELL’EVOLUZIONE DEVE SPIEGARE DUE INSIEMI DI FENOMENI BEN DEFINITI L’INSIEME DEI TRATTI ADATTATIVI PRESENTI NEGLI ORGANISMI LA DIVERSITA’ DELLE FORME DI VITA teoria evoluzione II

MUTAZIONI E RICOMBINAZIONI GENETICHE SELEZIONE NATURALE I MOTORI DELL’ EVOLUZIONE SONO QUATTRO: DERIVA GENETICA, SPECIAZIONI E MIGRAZIONI ESTINZIONI DI MASSA, RADIAZIONI ADATTATIVE teoria evoluzione II

PRIMO MOTORE DELL’EVOLUZIONE E’ LA VARIAZIONE, LA PRODUZIONE INCESSANTE DI DIFFERENZE L’ATTORE PRINCIPALE IN QUESTA STORIA E’ IL SINGOLO ORGANISMO BIOLOGICO CHE IN UNA DETERMINATA GENERAZIONE PRESENTA UNA MUTAZIONE DI SUCCESSO DEL PROPRIO CORREDO GENETICO teoria evoluzione II

Da”La teoria dell’evoluzione”, T.Pievani, Il Mulino “ SI DICE MUTAZIONE UN ERRORE QUALSIASI DI REPLICAZIONE, OCCORSO DURANTE LA DUPLICAZIONE DELLE CELLULE SOMATICHE O DURANTE LA PRODUZIONE DEI GAMETI, CHE ALTERA LA SEQUENZA DEL DNA. SE LA MUTAZIONE RIGUARDA I GAMETI DIVENTA EREDITABILE, SI TRAMETTE ALLA DISCENDENZA E ASSUME UNA IMPORTANZA CAPITALE PER L’EVOLUZIONE Da”La teoria dell’evoluzione”, T.Pievani, Il Mulino teoria evoluzione II

LE MUTAZIONI GENETICHE HANNO UN RUOLO ESSENZIALE NELL’EVOLUZIONE PERCHE’ GARANTISCONO UNA SORGENTE PERMANENTE DI VARIABILITA’ ALL’INTERNO DELLA POPOLAZIONE. “LA MUTAZIONE DA SOLA NON PUO’ NULLA, DEVE AVVENIRE NEL CONTESTO DI ALTRI PROCESSI EVOLUZIONISTICI: E’ SOLO LA MATERIA PRIMA DELL’EVOLUZIONE” PIEVANI, OP. CIT teoria evoluzione II

SALVO CASI MOLTO RARI, LE MUTAZIONI GENERALMENTE POSSONO CAUSARE SOLO ALTERAZIONI DI UNO O PIU’ TRATTI PREESISTENTI I GENI QUINDI OFFRONO SIA UNO SCHEMA DI MASSIMA PER LA COSTITUZIONE E ARCHITETTURA DELL’ORGANISMO CHE UNA GAMMA DI POSSIBILITA’ DA ESPLORARE IN BASE ALLE CONDIZIONI DI SVILUPPO E ALLE CONDIZIONI AMBIENTALI. teoria evoluzione II

LE MUTAZIONI SONO CASUALI? SI’, IN QUANTO NELLA LORO COMPARSA NON ESISTE UNO SCHEMA RIPETUTO NE’ ALCUNA CORRELAZIONE RICONOSCIBILE E SONO DEL TUTTO INDIPENDENTI DAL POTENZIALE EFFETTO CHE AVRANNO SUGLI ORGANISMI CHE LE SVILUPPANO IN UN CERTO AMBIENTE LA VARIAZIONE PER DARWIN NON HA MAI UNA DIREZIONE, NON E’ IL FRUTTO DI UNA TENDENZA O DI UN INFLUSSO PREESISTENTI teoria evoluzione II

SECONDO MOTORE DELL’EVOLUZIONE E’ LA SELEZIONE NATURALE “E’ UN PROCESSO AUTOMATICO CHE INTERVIENE SULLA “MATERIA GREZZA” FORNITA DALLA MUTAZIONE, PASSANDO AL SETACCIO LA VARIAZIONE INDIVIDUALE, ELIMINANDO LE VARIANTI SVANTAGGIOSE E FAVORENDO, VICEVERSA, LA DIFFUSIONE NELLE POPOLAZIONI DELLE VARIANTI CHE PERMETTONO LA SOPRAVVIVENZA E LA RIPRODUZIONE DEGLI ORGANISMI.” PIEVANI, OP.CIT E’ STATO PROPRIO DARWIN A PARLARE DEL “SETACCIO PAZIENTE DELLA SELEZIONE NATURALE”…. teoria evoluzione II

FATTO 1: FATTO 2: FATTO 3: DEDUZIONE 1: POTENZIALE CRESCITA ESPONENZIALE DELLE POPOLAZIONI FATTO 2: LE POPOLAZIONI SONO STABILI FATTO 3: LE RISORSE SONO LIMITATE DEDUZIONE 1: LOTTA PER L’ESISTENZA DEDUZIONE 2: SOPRAVVIVENZA DIFFERENZIATA ( SELEZIONE NATURALE) FATTO 4: DIVERSITA’ DEL SINGOLO INDIVIDUO FATTO 5: EREDITARIETA’ DI UNA PARTE DELLA VARIAZIONE INDIVIDUALE FATTO 6: LA VARIAZIONE E’ CASUALE ( NON DIREZIONATA) DEDUZIONE 3: SUCCESSO RIPRODUTTIVO DIFFERENZIALE PER MOLTE GENERAZIONI: LA POPOLAZIONE EVOLVE PIEVANI, OP.CIT teoria evoluzione II

LA SELEZIONE NATURALE NON E’ CASUALE LA SELEZIONE AGISCE IN MODO AUTOMATICO E CUMULATIVO, A PARTIRE DA DIFFERENZIALI ANCHE PICCOLISSIMI NELLA COMPETIZIONE PER LE RISORSE E PER LA RIPRODUZIONE. LA SELEZIONE NATURALE NON E’ CASUALE CI AVVICINEREMO ALLA COMPRENSIONE DEL SUO MODO DI AGIRE ANALIZZANDO LA SELEZIONE ARTIFICIALE E LA SELEZIONE SESSUALE. SCOPRIREMO, COME FECE DARWIN, CHE LA SELEZIONE NATURALE NON HA BISOGNO DI UN AGENTE SELETTIVO:E’ LA NATURA CHE SVOLGE QUESTO RUOLO. teoria evoluzione II

SELEZIONE ARTIFICIALE AD OGNI GENERAZIONE GLI ALLEVATORI SETACCIANO LE VARIANTI E FANNO RIPRODURRE GLI INDIVIDUI CHE LE PRESENTANO IN MISURA PIU’ EVIDENTE. E’ UN MECCANISMO POTENTE, CONOSCIUTO E USATO DA LUNGO TEMPO DALL’UOMO. teoria evoluzione II

ALTRI ESEMPI DI SELEZIONE ARTIFICIALE Brassica oleracea Teosinte e mais teoria evoluzione II

SELEZIONE SESSUALE I FAGIANI MASCHI SONO VARIOPINTI E PERICOLOSAMENTE ATTRAENTI PER I PREDATORI. MA I COLORI VIVACI ATTIRANO ANCHE LE FAGIANE. GENERAZIONI DI FEMMINE HANNO SCELTO PER LA RIPRODUZIONE I MASCHI DAI COLORI BRILLANTI. SI PUO’ PARLARE DI RIPRODUZIONE SELETTIVA DEI MASCHI INDOTTA DALLE FEMMINE. IL PREMIO DELLA SELEZIONE E’ IL SUCCESSO RIPRODUTTIVO ( PER IL MASCHIO ADDIRITTURA LA SOPRAVVIVENZA PASSA IN SECONDO PIANO). LE FAGIANE, CON IL TEMPO, HANNO FATTO “LO STESSO LAVORO” DEGLI ALLEVATORI UMANI teoria evoluzione II

SELEZIONE NATURALE IL PRIMO RAGGIO DELLA PINNA DORSALE DELLA RANA PESCATRICE E’ DIVENTATO UNA “LENZA”. E’ L’ESCA AD ATTIRARE LE PREDE. I PESCI PREDA “ALLEVANO” SELETTIVAMENTE LA RANA PESCATRICE CON L’ESCA PIU’ ATTRAENTE ( E LO FANNO A PREZZO DELLA LORO VITA). INFATTI LE RANE CHE MANGIANO DI PIU’ SARANNO QUELLE CHE SI RIPRODURRANNO PIU’ FACILMENTE E CHE RIUSCIRANNO A TRASMETTERE I LORO GENI ALLA PROLE. IN QUESTO CASO, LA SELEZIONE E’ STATA FATTA IN MODO DEL TUTTO INVOLONTARIO… teoria evoluzione II

GLI INDIVIDUI CHE POSSEGGONO I GENI PER UN EQUIPAGGIAMENTO MIGLIORE PER SOPRAVVIVERE SONO QUELLI CHE HANNO MAGGIORE PROBABILITA’ DI RIPRODURSI E DI TRASMETTERE I LORO GENI. MA ATTENZIONE: LA SELEZIONE NATURALE E’ UN MECCANISMO CIECO, CHE NON HA INTENTI O PROGETTI E, SOPRATTUTTO, NON VEDE IL FUTURO QUANDO ACCUMULA LE SUE LENTE MODIFICAZIONI UNA GENERAZIONE ALLA VOLTA. teoria evoluzione II

COSA NON DOBBIAMO CHIEDERE ALLA SELEZIONE NATURALE ? LA PERFEZIONE: L’EVOLUZIONE PER SELEZIONE NATURALE E’ UN GIOCO DI COMPROMESSI, PORTA SPESSO ALLA MIGLIORE VARIANTE POSSIBILE ( SEMPRE UN PO’ MENO CHE PERFETTA) IL “PROGRESSO”: L’EVOLUZIONE PER SELEZIONE NATURALE NON HA FINI E ANCHE PARLANDO SOLO DI “MIGLIORAMENTI” I CRITERI PER STABILIRE CIO’ CHE E’ MEGLIO DIPENDONO DAL TIPO DI ORGANISMO. LA PREVEGGENZA:L’EVOLUZIONE PER SELEZIONE NATURALE E’ CIECA: ANCHE IN PRESENZA DI UN RISCHIO DI ESTINZIONE, CONTINUEREBBE A FAVORIRE IN UNA POPOLAZIONE GLI INDIVIDUI PIU’ COMPETITIVI SINO ALLA FINE. teoria evoluzione II

QUANTO LONTANO E’ IL PENSIERO DI DARWIN: SOPRATTUTTO, LA SELEZIONE NATURALE NON PUO’ ESSERE USATA COME GIUSTIFICAZIONE O UN MODELLO PER LA MORALE O ETICA UMANA. …COSA CHE E’ STATA REGOLARMENTE FATTA POCHI ANNI DOPO LA PUBBLICAZIONE DEL LIBRO DI DARWIN  DARWINISMO SOCIALE DI HERBERT SPENCER QUANTO LONTANO E’ IL PENSIERO DI DARWIN: “ SE LA MISERIA DEI NOSTRI POVERI NON FOSSE CAUSATA DALLE LEGGI DI NATURA, MA DALLE NOSTRE ISTITUZIONI, LA NOSTRA COLPA SAREBBE GRANDE” VIAGGIO DI UN NATURALISTA INTORNO AL MONDO teoria evoluzione II

LA DIVERSITA’ E’ SOLITAMENTE ASSOCIATA AL CONCETTO DI SPECIE LA TEORIA DELL’EVOLUZIONE HA IL COMPITO DI SPIEGARE LA DIVERSITA’ TRA GLI ORGANISMI VIVENTI. LA DIVERSITA’ E’ SOLITAMENTE ASSOCIATA AL CONCETTO DI SPECIE MA SORGE ORA UN PROBLEMA: COME PUO’ “PRODURSI”UNA NUOVA SPECIE, SE L’EVOLUZIONE PER SELEZIONE NATURALE AGISCE PER PICCOLI PASSI, IN MODO CONTINUO? E’ ORA DI PARLARE DEL TERZO MOTORE DELL’EVOLUZIONE… teoria evoluzione II

TERZO MOTORE DELL’EVOLUZIONE NATURALE SONO LA DERIVA GENETICA, LE SPECIAZIONI, LE MIGRAZIONI PRIMA DI PARLARE DELLA SPECIAZIONE ALLOPATRICA, TRE PARENTESI SU TRE EFFETTI: DERIVA GENETICA EFFETTO COLLO DI BOTTIGLIA teoria evoluzione II EFFETTO DEL FONDATORE

NOZIONE BIOLOGICA DI SPECIE: UNA SPECIE E’ UNA COMUNITA’ RIPRODUTTIVAMENTE CHIUSA, CIOE’ UNA POPOLAZIONE DI ORGANISMI CHE SI INCROCIANO E SI SCAMBIANO GENI TRA LORO E NON CON POPOLAZIONI IMPARENTATE MAYR IPOTIZZO’ UN POSSIBILE MECCANISMO DI PRODUZIONE DI NUOVE SPECIE ( SPECIAZIONE): INDIVIDUI DI UNA STESSA POPOLAZIONE ( SPECIE) SI SEPARANO IN DUE GRUPPI, A CAUSA DI UNA MIGRAZIONE O DELLA FORMAZIONE DI UNA BARRIERA ECOLOGICA ALL’INTERNO DEI DUE GRUPPI, ORA ISOLATI, SI ACCUMULANO MUTAZIONI CON RITMI E MODALITA’ DIVERSE LE DUE POPOLAZIONI FINISCONO CON IL DIVERGERE GENETICAMENTE, DIVENTANDO RECIPROCAMENTE INFECONDE teoria evoluzione II

IL MECCANISMO DI PRODUZIONE DI NUOVE SPECIE NECESSITA QUINDI DI UNA FORTE COMPONENTE ECOLOGICA . MA NON SOLO. BISOGNA CONSIDERARE ANCHE QUANTO LE EVENTUALI MUTAZIONI GENETICHE INFLUISCANO SUI MECCANISMI RIPRODUTTIVI. BISOGNA CONSIDERARE ANCHE POSSIBILI CAMBIAMENTI COMPORTAMENTALI TRA GLI INDIVIDUI DELLE DUE POPOLAZIONI ( AD ESEMPIO NEI RITUALI DI ACCOPPIAMENTO) COMUNQUE, SOLO DOPO CHE UNA BARRIERA GEOGRAFICA HA ISOLATO UNA POPOLAZIONE, GLI ALTRI DUE MOTORI DELL’EVOLUZIONE ENTRANO IN AZIONE PER FAR DIVERGERE LA COMPOSIZIONE GENETICA DELLE DUE POPOLAZIONI teoria evoluzione II

LA MIGRAZIONE RARAMENTE SEPARA E FREQUENTEMENTE UNISCE SU QUESTO QUADRO GIA’ COMPLESSO SI INSERISCE UN ALTRO ELEMENTO: IL MOVIMENTO DELLE POPOLAZIONI, LA MIGRAZIONE MA PIU’ FREQUENTEMENTE E’ UNA POTENTE FORZA LIVELLATRICE, PERCHE’ MESCOLA LE POPOLAZIONI LA MIGRAZIONE CONSTRIBUISCE A SEPARARE LE POPOLAZIONI LA MIGRAZIONE RARAMENTE SEPARA E FREQUENTEMENTE UNISCE …anche in noi “ Sapiens”, per fortuna!!! teoria evoluzione II

MOVIMENTI PLACCHE TETTONICHE IL QUARTO MOTORE: LE ESTINZIONI DI MASSA E LE RADIAZIONI ADATTATIVE ( il respiro lungo dell’evoluzione…) I FATTORI SCATENANTI DELLE ESTINZIONI DI MASSA ( ECATOMBI GLOBALI NELLE QUALI UNA PARTE CONSISTENTE DELLA BIODIVERSITA’ TERRESTRE VIENE PERSA PER SEMPRE ) SONO CAUSE ENDOGENE, RADICALI ED IMPROVVISI CAMBIAMENTI DELLE REGOLE DEL GIOCO: MOVIMENTI PLACCHE TETTONICHE OSCILLAZIONI CLIMATICHE MODIFICAZIONI CORRENTI OCEANICHE ERUZIONI VULCANICHE teoria evoluzione II

LA VITA FU A UN PASSO DALL’ESTINZIONE TOTALE!! RISULTATO: SI HANNO VERE E PROPRIE STAFFETTE DI SPECIE, NON SEMPRE DI TIPO COMPETITIVO “ NELLE VIE INGEGNOSE DELL’EVOLUZIONE SU SCALA GEOLOGICA, A VOLTE COSI’ LENTA DA SEMBRARE IMMOBILE, A VOLTE COSI’ RAPIDA DA SEMBRARE ISTANTANEA, I PERDENTI SPESSO NON ERANO POI COSI’ MALACCIO” T.PIEVANI,LA VITA INASPETTATA LE 5 GRANDI ESTINZIONI DI MASSA: ORDOVICIANO SUPERIORE ( 444 ML 9 TARDO DEVONIANO ( 375 ML) PERMIANO/TRIASSICO ( 251 ML) TRIASSICO/ GIURASSICO ( 180 ML) CRETACEO/TERZIARIO ( 65 ML) LA VITA FU A UN PASSO DALL’ESTINZIONE TOTALE!! teoria evoluzione II

LA RADIAZIONE ADATTATIVA DEI MAMMIFERI I MAMMIFERI, DOPO L’ESTINZIONE DI MASSA DEL CRETACEO, SI DIVERSIFICANO RAPIDAMENTE, IN CONSEGUENZA DELLA COLONIZZAZIONE DELLE NICCHIE ECOLOGICHE LASCIATE LIBERE DALL’ESTINZIONE. PRIMA DI “NOI”, ANCHE I RETTILI AVEVANO FATTO COSI’, E SAPERLO NON E’ FORSE COSI’ RASSICURANTE….. teoria evoluzione II

LE ESTINZIONI DI MASSA SELEZIONANO GLI ORGANISMI PIU’ FLESSIBILI CHI SOPRAVVIVE AD UNA ESTINZIONE DI MASSA COSA HA IN PIU’? PROBABILMENTE, UN COMPORTAMENTO O UNA STRUTTURA UTILE CHE SI SONO FORMATI PERO’ PRIMA DELL’ESTINZIONE, PER UNA FUNZIONE ORIGINARIA DIVERSA ED INDIPENDENTE EXAPTATION ( Gould-Vrba) PREADATTAMENTO ( Darwin) LE ESTINZIONI DI MASSA SELEZIONANO GLI ORGANISMI PIU’ FLESSIBILI “Più sarete specializzati a un ambiente circoscritto, più vi troverete in cima alla lista nera della prossima estinzione…” T.PIEVANI, HOMO SAPIENS E ALTRE CATASTROFI teoria evoluzione II

E’ UN INSIEME DI FENOMENI SOGGETTI A VINCOLI FISICI, A REGOLE NON E’ PURA CASUALITA’, NON E’ UN LANCIO DI DADI HA UNA LOGICA STRINGENTE L’EVOLUZIONE E’ OCCASIONE COLTA AL VOLO, INNOVAZIONE BIOLOGICA RESA POSSIBILE DA OPPORTUNITA’ ECOLOGICHE ACCIDENTALI NON AMBISCE ALLA PERFEZIONE, MA ALLA SOPRAVVIVENZA teoria evoluzione II

C’E’ UN FINE, UNO SCOPO NELLA NOSTRA STORIA? C’E’ UN SENSO? A QUESTE DOMANDE, CHE DA SEMPRE L’UOMO SI FA, LA TEORIA DELL’EVOLUZIONE DA’ LA SUA RISPOSTA. CHIARAMENTE. NON E’ CONSOLATORIA, MA CI DA’ DIGNITA’, LIBERTA’ E RESPONSABILITA’ “VENIAMO DA “ UNA AFFASCINANTE E CONTINGENTE STORIA NATURALE CHE AVREBBE POTUTO CONDURRE A UN ESITO MOLTO DIVERSO; ANDIAMO “VERSO DOVE” LE NOSTRE POSSIBILITA’ BIOLOGICHE E CULTURALI SAPRANNO CONDURCI. ..VIVIAMO IN UN UNIVERSO CHE NON CI STAVA ASPETTANDO E CHE DUNQUE CI LASCIA MARGINI DI LIBERTA’ SUL FUTURO E CHE CI SUGGERISCE DI ONORARE AL MEGLIO IL FRAMMENTO DI TEMPO CHE CI E’ DATO. T.PIEVANI, LA VITA INASPETTATA teoria evoluzione II