Laboratorio evoluzione Marcello Sala IL TEMPO, GRANDE SCULTORE [S. J. Gould, “Lombrichi per un secolo”, in: Quando i cavalli avevano le dita, Feltrinelli.

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1 laboratorio evoluzione Marcello Sala IL TEMPO, GRANDE SCULTORE [S. J. Gould, “Lombrichi per un secolo”, in: Quando i cavalli avevano le dita, Feltrinelli 1984]

2 A C Tre tipologie: A atolli, scogliere ad anello: non è visibile alcuna piattaforma B scogliere: fiancheggiano un'isola o un continente, appoggiandosi ad esso C barriere coralline, separate dalla terra da una laguna Che relazione c’è tra di loro? Darwin: le tre tipologie sono tre fasi di un singolo processo Che cosa rappresentano questi disegni di Darwin? B

3 A B C Qual è il giusto ordine di tempo per le tre tipologie?

4 B scogliera corallina C barriera corallina A atollo La storia di un atollo Secondo Darwin: un'isola o una piattaforma continentale sprofondano e il corallo vivente di conseguenza cresce verso l’alto Perché questo era importante per la Teoria dell’Evoluzione di Darwin?... tempo

5 Si può osservare direttamente l’evoluzione? Impossibile nel caso di fenomeni evolutivi che si sono svolti in tempi passati lunghissimi (prima che gli uomini potessero osservarli) Come si può ricostruire la storia dei viventi? Studiando i resti fossili Può servire osservare le caratteristiche degli organismi attualmente viventi? Solo se ciò che si osserva qui e ora è risultato di processi sviluppatisi nella storia precedente Allora la storia degli atolli...? È un esempio: oggetti collegabili presenti qui e ora rappresentano fasi di un singolo processo storico

6 Charles Lyell: è possibile ricostruire il passato dall’osservazione di processi che agiscono attualmente, se si crede che gli stessi processi geologici hanno agito anche in passato (attualismo) tenendo conto dei ritmi e degli effetti nel tempo Effetti degli avvenimenti geologici attuali (es. eruzioni vulcaniche terremoti, alluvioni…) possono spiegare i risultati osservabili di quanto accaduto in passato (es. Gran Canyon)? Difficoltà per la diversa scala dei tempi Due possibili soluzioni: o in passato sono accaduti eventi veloci (catastrofi) o processi simili a quelli attuali hanno operato su tempi estremamente lunghi accumulando i propri effetti

7 Charles Darwin: “Per vari anni il campo fu rivestito di una vegetazione estremamente scarsa, ed era coperto così fittamente da selci grandi e piccole (alcune delle quali grandi come la testa di un bambino) che veniva sempre chiamato dai miei figli ‘il campo pietroso’. Quando essi correvano giù per il pendio, si sentiva un rumore di pietre che cozzavano l'una contro l'altra. Ricordo di essermi chiesto se sarei vissuto abbastanza per vedere queste selci più grandi ricoperte da terriccio vegetale e da zolle erbose. Ma le pietre più piccole scomparvero entro pochi anni così come, dopo qualche tempo, anche tutte quelle più grandi; cosicché, a trent'anni di distanza (1871), un cavallo potrebbe galoppare sul terreno erboso compatto da un’estremità all'altra del campo senza colpire una sola pietra con gli zoccoli. Per chiunque ricordasse l'aspetto del campo nel 1842, la trasformazione era meravigliosa. Questa fu certamente l’opera di................” completare la frase lombrichi

8 fa passare di continuo del suolo attraverso il canale digerente, ne estrae ciò che può utilizzare come cibo ed espelle il resto Il materiale espulso non è costituito da feci vere e proprie, ma primariamente da particelle di suolo, ridotte in dimensioni medie per triturazione, da cui è stata tolta un po' di materia organica I rigetti, in origine di forma a spirale e composti di particelle fini, vengono poi disaggregati dal vento e dall'acqua, e sparsi attorno a formare terriccio

9 Come mai il terriccio che si forma di continuo alla superficie del suolo non lo fa alzare rapidamente? Perché viene pigiato in strati più solidi alcuni centimetri al di sotto della superficie dalla pressione di quello che si forma sopra La formazione di terriccio a opera dei lombrichi può spiegare modificazioni del paesaggio significative su scala geologica?... Innanzitutto Darwin si chiese se la formazione di terriccio può essere attribuita ai lombrichi quantitativamente Quanti lombrichi ci sono in un terreno grande un ettaro (= due campi di calcio)? a) meno di 1000, b) più di 1000 e meno di 100.000, c) più di 100.000? Circa 133.000 per un peso di 400 kilogrammi, 4 quintali

10 Dati forniti a Darwin da informatori in tutto il mondo  i lombrichi hanno un’ampia distribuzione geografica vivono in ambienti diversi anche apparentemente sfavorevoli A che profondità massima si possono trovare lombrichi: a) meno di 10 cm, b) più di 10 cm e meno di 1 m, c) più di 2m? 240 centimetri o più Che importanza ha questo dato? I lombrichi sono abbastanza numerosi e abbastanza distribuiti in estensione e profondità per formare il terriccio

11 Prove dirette del costante riciclaggio del terriccio alla superficie della terra 1) per determinare la rapidità del ciclo Darwin raccolse e pesò i rigetti Quanto pesano in totale i rigetti dei lombrichi prodotti in un anno in un ettaro di campo: a)meno di 10 quintale, b) più di 10 quintali e meno di 1 tonnellata, c) più di 1 tonnellata? Stima di Darwin: da 18,8 a 44,7 tonnellate per ettaro per anno

12 Prove dirette del costante riciclaggio del terriccio alla superficie della terra 2) Quale altra prova raccolse Darwin? Darwin studiò l’affondamento di oggetti in un suolo ricco di lombrichi: processo continuo e regolare Campi cosparsi di oggetti di dimensioni considerevoli (carboni bruciati, pietrisco da demolizione, pietre gettate lì in occasione dell’aratura di un campo vicino)  dopo vent’anni e più quegli oggetti si trovano in uno strato ben definito, parallelo alla superficie ora situato al di sotto di essa e ricoperto da terriccio vegetale composto per intero da particelle fini

13 “Vista in sezione di una delle pietre druidiche coricate a Stonehenge, per far vedere di quanto sia sprofondata al suolo” C. Darwin

14 Quanto è l’accumulo di terriccio prodotto dai lombrichi in dieci anni: a) meno di 1 cm, b) più di 1 cm e meno di 10 cm, c) più di 10 cm? Stime di Darwin: ogni dieci anni da 2 a 5,6 cm di nuovo terriccio La forza di gravità e gli agenti dell’erosione smuovono il suolo più facilmente livellandolo La caratteristica del paesaggio, basso e ondulato, in aree abitate da lombrichi è, in gran parte, la testimonianza del loro lavoro lento ma costante

15 Paesaggio del Kent familiare a Darwin

16 Quale conclusione ne trasse Darwin? Il lavoro di un lombrico, se moltiplicato per tutti i lombrichi e per lunghi periodi di tempo, può formare il suolo e modificare il paesaggio Perché Darwin, ormai famoso e anziano, si dedicò a questa ricerca sui lombrichi che pubblicò come ultima opera della sua vita (1881)? Esempio importante che sostiene la tesi del gradualismo: processi di piccola entità possono produrre grandi effetti per accumulo in tempi lunghi (su scala geologica)