la teoria dellevoluzione. la varietà dei viventi

La teoria dell’evoluzioneLa teoria dell’evoluzioneLa teoria dell’evoluzioneLa teoria dell’evoluzione

La varietà dei viventiLa varietà dei viventi

OPPURE

“le forme di vita più semplici precedono quelle complesse. Gli uomini derivano dai pesci” (Anassimandro, VI sec.a.C.)

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.)

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…

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 tempoNel 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

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

Il livello fenomenologico: Il fissismoNasce da una interpretazione letterale della Bibbia, a cui si vuole dare una valenza di natura scientifica..

EVOLUZIONEEVOLUZIONEComparsa di nuove specie da specie preesistenti. Gli organismi cambiano aspetto nel tempo in risposta all’ambiente.

Natura in divenire

livello fenomenologico

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

CREAZIONECREAZIONECREAZIONECREAZIONEFISSISMO/CATASTROFISMO

FISSISMO/CATASTROFISMO

Le specie Le specie viventi, vegetali viventi, vegetali e animali, sono e animali, sono sempre esistite sempre esistite come oggi le come oggi le possiamo possiamo osservare/dopo osservare/dopo ogni evento ogni evento catastrofico, una catastrofico, una nuova creazione nuova creazione

Livello Livello fenomenologicofenomenologico

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 DarwinLo 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)

LAMARCK1892

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.

LAMARCK1892

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

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 …”

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


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.

“A Cambridge nessuna attività mi ha impegnato con tanta passione e procurato così tante soddisfazioni come la raccolta dei coleotteri”

A Cambridge gli studi non andarono meglio


“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.

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 …


“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


Il costoso microscopio stereoscopico portatile della bancks, raccomandatogli da

Robert Brown

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


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

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.

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

La teoria sull’origine delle barriere coralline

… 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 e vi resterà fino al 20

ottobre.

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

Geochelone elephantopus vandenburghi

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

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

“…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…”


“..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 evolutivadegli animali

Il modello della diversità in natura è simile ad un albero, non ad una scala. Dal semplice al complesso

MACROEVOLUZIONEMA DOVE SONO GLI ANELLI DI CONGIUNZIONE?

Esplosione di flora e fauna nel cambriano

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

1. Lo studio dei fossiliLE PROVE DELL’EVOLUZIONE

LE PROVE DELL’EVOLUZIONE

Può essere

una parte dura non alterata (denti, ossa) AA

una parte pietrificata (legno, osso) BB

un’impronta nella roccia, o un calco CC

una parte molle non alterata o parzialmente alterata D,E,FD,E,F

FOSSILE: Ciò che rimane di un organismo o il segno evidente della sua presenza (come un’impronta).

C. calchi di ammonitiC. calchi di ammoniti

A. cranio fossile di A. cranio fossile di

Homo erectusHomo erectus

D.esempio di resti D.esempio di resti organici: una fogliaorganici: una foglia

E.Insetto imprigionato E.Insetto imprigionato nell’ambranell’ambra

F.Uomo mummificato F.Uomo mummificato del Similaundel Similaun

B.alberoB.albero

pietrificatopietrificato

I FOSSILI



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

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 geologicaATTUALISMO

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



1. Lo studio dei fossiliLa 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

Ognuna di queste specie NON era stata creata separatamente dalle altre e

distribuita sulle isole, MA TUTTEderivavano da un ANTENATO COMUNE

proveniente dalla terraferma


LE PROVE DELL’EVOLUZIONE 2. La biogeografia

Come mai luoghi con clima e topografia simili sono popolati da organismi molto differenti?

Cosa osservò Darwin:Cosa osservò Darwin:

•l’ambiente delle isole Galapagos era più simile a quello di altre isole l’ambiente delle isole Galapagos era più simile a quello di altre isole tropicali, anche distanti, che non al vicino continente sudamericanotropicali, anche distanti, che non al vicino continente sudamericano

•eppureeppure gli animali delle isole Galapagos erano più simili alle specie gli animali delle isole Galapagos erano più simili alle specie continentali che agli animali delle isole con habitat simile (es. le 13 continentali che agli animali delle isole con habitat simile (es. le 13 specie di fringuelli osservate da Darwin erano simili a specie specie di fringuelli osservate da Darwin erano simili a specie sudamericane)sudamericane)

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



3. L’anatomia comparata

ANATOMIA ANATOMIA COMPARATACOMPARATA

È la disciplina che mette a confronto le strutture corporee di specie diverse

Osservando per esempio gli arti anteriori diCoccodrilloUccelloBalenaCavalloPipistrelloUomo

si può osservare che sono costituiti dagli STESSI ELEMENTI

SCHELETRICI




strutture omologhe

Omologia: somiglianza

strutturale ma nonsempre

funzionaleriscontrabile inorganismi di

specie diverseche si ritieneabbiano un

antenato comune

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 comparataSTRUTTURE ANALOGHE

Convergenza evolutiva



L’embriologia comparata

EMBRIOLOGIA EMBRIOLOGIA COMPARATACOMPARATA

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

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 cellulareFortemente 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


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 HuxleyIl 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

MICROEVOLUZIONE

MACROEVOLUZIONE

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. 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 ?

la teoria dellevoluzione. la varietà dei viventi

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