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BiologiaLa scienza della vita

David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis

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I viventi e la loro storia

La storia della vita

L’origine della vitaI fossili sono i resti o le tracce degli organismi vissuti nel passato inclusi e conservati nella roccia.

Le rocce sedimentarie sono fondamentali per ricostruire gli eventi passati.

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Per definire l’età effettiva di formazione di un fossile si utilizzano i metodi di datazione assoluta.

Il tempo di dimezzamento degli isotopi radioattivi è alla base della radiodatazione (o datazione al carbonio 14).

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Le datazioni dei reperti fossili

I primi organismiI primi organismi viventi unicellulari che popolarono la Terra erano procarioti, costituiti da una membrana che racchiude il citoplasma in cui è contenuto il DNA.

Le prime cellule fotosintetiche, simili agli attuali cianobatteri, modificarono l’atmosfera consentendo il metabolismo aerobico.

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Le cellule eucarioticheLe cellule eucariotiche sono dotate di compartimenti distinti (gli organuli) e presentano un nucleo ben definito che contiene l’informazine genetica (il DNA).

Si ritiene che le prime cellule eucariotiche si siano formate per endosimbiosi.

Con la pluricellularità e la specializzazione cellulare si ottennero maggiori dimensioni e adattamenti ad ambienti specifici.Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010

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La scala geocronologicaLa storia della vita sulla Terra viene suddivisa in ere, a loro volta divise in periodi che costituiscono la cosiddetta scala geocronologica.

In questo periodo molte specie (gruppi di organismi simili in grado di accoppiarsi tra loro e dare origine a prole fertile) sono comparse e si sono estinte.

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I cambiamenti geologici

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I cambiamenti geologici hanno influenzato l’evoluzione biologica, assieme alla composizione dell’atmosfera e al clima; la superficie della Terra è suddivisa in placche in movimento che causano la deriva dei continenti.

Le tappe della storia della vita - 1

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Combinando le informazioni sugli eventi geologici con i cambiamenti notati nella documentazione fossile è stato possibile ricostruire l’aspetto dei vari ambienti nei diversi periodi geocronologici.

Nel Precambriano la vita era rappresentata da piccoli organismi acquatici, molto particolare era la fauna di Edicacara.

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Nel Paleozoico si diversificarono diversi gruppi di animali (Cambriano), apparvero le prime piante (Siluriano) e i primi insetti (Permiano).

Queste fasi furono intervallate da diverse estinzioni di massa (Ordoviciano e Devoniano) che causarono profondi cambiamenti nella flora e nella fauna.

Le tappe della storia della vita - 2

Nel Mesozoico aumentò la differenziazione geografica.

Il biota moderno si differenziò durante il Cenozoico.

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Le tappe della storia della vita - 3

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La tassonomia si occupa di collocare i gruppi viventi nelle categorie definite dalla classificazione biologica.

Il sistema linneano, noto come nomenclatura binomiale, permette di riferirsi in modo univoco allo stesso organismo con due termini latini (genere e specie).

Il sistema di classificazione linneano

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La filogenesi è la descrizione della storia evolutiva nelle parentele tra gli organismi, e un albero filogenetico è un diagramma che ricostruisce questa storia.

Per creare gli alberi filogenetici si confrontano i caratteri condivisi da più specie, somiglianze e differenze.

Filogenesi e classificazione

Il confronto tra le specie

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I caratteri omologhi sono tratti condivisi da due o più specie ereditati da un antenato comune.

I caratteri analoghi si evolvono in modo indipendente in gruppi diversi a causa di pressioni selettive.

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Ogni carattere determinato geneticamente è utile per l’analisi filogenetica, si utilizzano anche:• l’analisi dei dati morfologici;• l’analisi del DNA;• lo sviluppo;• la paleontologia;• il comportamento.

Un esempio di albero filogenetico