Le teorie evoluzionistiche

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La storia e
l’evoluzione
degli esseri viventi

Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore 2011

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Le prime teorie
scientifiche sulla
storia della vita

EVOLUZIONE?

​SBAGLIATO!

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Il fissismo e il creazionismo

Fino al tardo Ottocento, molti biologi credevano ancora
nella validità della scala gerarchica e al fissismo, secondo
cui gli organismi sono sempre esistiti e non hanno mai
subito variazioni nel tempo.

In ambito religioso cristiano, dal fissismo derivò il
creazionismo, un’idea basata sui precetti e i racconti della
Bibbia, secondo cui tutti gli esseri viventi sono stati creati
per un atto divino così come appaiono oggi.
Nel corso dell’Ottocento, lo scontro tra creazionisti ed
evoluzionisti si fece sempre più acceso.

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L’evoluzione e Charles Darwin

L’evoluzione è uno dei princìpi fondanti
della biologia e spiega come gli
organismi, seppure molto diversi, sono
tutti imparentati perché derivano da un
antenato comune.

La nascita dell’evoluzionismo moderno
è legata al lavoro del naturalista inglese
Charles Darwin, nell’Ottocento.
Ma ci sono state teorie che l’hanno
preceduta, elaborate da altri scienziati.

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L’idea che gli organismi derivassero da esseri viventi più antichi era già presente nel 300 a.C., ai tempi di Aristotele.

Lo scienziato francese Georges-Louis Leclerc de Buffon nel settecento fu tra i primi a pensare che le specie potessero cambiare nel tempo.

Secondo Buffon, i diversi organismi derivavano dalla degenerazione delle creature perfette iniziali.

Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017

L’evoluzionismo prima di Darwin:
Georges-Louis Leclerc de Buffon

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Secondo lo scozzese James Hutton, la Terra sarebbe stata modellata non da eventi improvvisi e violenti, ma da processi lenti e graduali.

Questa teoria, chiamata attualismo, è importante per tre motivi:

• la durata della storia della Terra risulta molto più lunga;

• propone l’idea di un cambiamento graduale;

• propone una lettura alternativa della Bibbia.

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L’evoluzionismo prima di Darwin:
l’attualismo di James Hutton

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L’inglese William Smith fu tra i primi a studiare in modo
scientifico la distribuzione dei fossili.

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L’evoluzionismo prima di Darwin:
William Smith

Con il suo lavoro
propose che i fossili tipici di

ogni strato
roccioso (fossili
guida) potessero
identificare i diversi strati a livello cronologico.

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All’inizio dell’Ottocento il
francese Georges Cuvier
propose la teoria del
catastrofismo, secondo cui
sulla Terra sono avvenute, nel
tempo, diverse catastrofi
naturali che hanno causato
l’estinzione di molte specie.

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L’evoluzionismo prima di Darwin:
il catastrofismo di Georges Cuvier

Ricostruzione dello scheletro del
Megatherium, un antenato del bradipo,
scomparso 10.000 anni fa.

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Il lamarckismo

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Secondo Lamarck (1744-1829) l’evoluzione

avviene grazie all’eredità dei caratteri acquisiti:

le modifiche che un organismo acquista nel
corso della vita diventano ereditarie e
trasmesse alla progenie.
Se per esempio un organismo sfrutta in
modo costante un organo, ne rafforza le
funzioni; se non lo usa affatto, lo indebolisce
e può provocarne l'atrofizzazione.
L’adattamento è causato unicamente
dall'influenza dell’ambiente in cui vive una
specie, che favorisce l’utilizzo più frequente
di certi organi portando alla loro
specializzazione.

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La geologia e il gradualismo

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Molti geologi nel ‘700 cominciarono a interrogarsi sulla
durata della storia della Terra, sui meccanismi di formazione
delle catene montuose e delle rocce, e sulle cause dei
cambiamenti che il pianeta ha subito nel tempo.
James Hutton enunciò il principio dell’attualismo, secondo il
quale i processi naturali che hanno operato nel passato sono
gli stessi che operano anche oggi.
Il pensiero di Hutton venne ripreso e sviluppato agli inizi
dell’Ottocento da Charles Lyell sostenendo l’idea del
gradualismo, secondo il quale gli eventi di cui troviamo
traccia in natura, sono frutto del sommarsi nel tempo di
piccoli cambiamenti e non di eventi improvvisi e catastrofici.

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Il catastrofismo

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Secondo il catastrofismo, elaborato dal naturalista
antievoluzionista Georges Cuvier, molti fenomeni geologici e
biologici, in particolare le estinzioni, sarebbero la
conseguenza di eventi catastrofici accaduti nel passato; una
teoria oggi superata.
Questa teoria è in netto contrasto con il gradualismo di Lyell,
che al posto di un evento di grandi proporzioni preferiva la
somma di tanti piccoli eventi protratti nel tempo.
La teoria delle catastrofi oggi è del tutto superata, anche se
nessun ricercatore nega che eventi catastrofici abbiano
influenzato la storia della Terra.

Multiple Choice

Il pianeta Terra si modifica gradualmente e non improvvisamente, questa teoria fu chiamata:

• Teoria dei fossili guida

• Catastrofismo

• Evoluzionismo

• Attualismo

Multiple Choice

I caratteri acquisiti nella vita di un individuo possono essere ereditati, questa ipotesi fu elaborata da:

• Charles Darwin

• Georges-Louis Leclerc de Buffon

• Georges Cuvier

• Jean-Baptiste de Lamarck

Multiple Choice

Una specie esistente è la degenerazione di una specie ideale, questa ipotesi fu elaborata da:

• Charles Darwin

• Georges-Louis Leclerc de Buffon

• Georges Cuvier

• Jean-Baptiste de Lamarck

Multiple Choice

La teoria del catastrofismo fu elaborata da:

• Charles Darwin

• Georges-Louis Leclerc de Buffon

• Georges Cuvier

• Jean-Baptiste de Lamarck

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Charles Darwin e
l’evoluzionismo
moderno

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La teoria dell’evoluzione per selezione
naturale di Darwin

La teoria dell’evoluzione di Darwin si basa sul concetto di
selezione naturale: gli individui con caratteristiche
ereditarie favorevoli sopravvivono e si riproducono, mentre
altri con caratteri ereditari non idonei sono eliminati.

Il viaggio di Darwin

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Nel 1831, a soli 22 anni, Charles Darwin prese parte a una spedizione scientifica che lo portò in America e in Oceania. Cinque anni dopo tornò a casa con il primo
abbozzo della teoria dell’evoluzione.

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Charles Darwin

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Durante il viaggio Darwin fu colpito dalla straordinaria varietà della flora e della fauna che osservava. Alle Galápagos notò che le tartarughe terrestri giganti avevano carapaci di forma leggermente diversa a seconda dell’isola in cui vivevano, e alcuni uccelli differivano per la forma del becco.

Secondo Darwin specie diverse potevano condividere un antenato comune, ovvero un organismo da cui derivavano
attraverso una successione graduale di piccoli cambiamenti.
Egli chiamò questo processo «discendenza con modificazioni» senza utilizzare il termine evoluzione, con il
quale noi oggi indichiamo il medesimo fenomeno.

I fringuelli di Darwin

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Le due osservazioni fondamentali di Darwin:

1. Notò una grande variabilità individuale presente
   all’interno di ciascuna specie: nella maggior parte dei casi, i figli non sono identici né fra loro né ai genitori.

2. In tutte le specie il numero di individui che sopravvivono è di gran lunga inferiore al numero di individui che nascono.

Anni dopo, pubblicando L’origine delle specie, Darwin calcolò
che da una singola coppia di elefanti nell’arco di 500 anni dovrebbero derivare 15 milioni di elefanti, un numero esorbitante. In nessuna specie si osserva nel tempo un incremento così elevato della popolazione. Perché ciò non accade?

La variabilità delle specie viventi

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Nel 1838 leggendo il Saggio sul principio della popolazione
dell’economista Thomas Malthus si rese conto che la
pressione esercitata dall’ambiente portava alla morte di una
grande percentuale di individui, prima che essi potessero
riprodursi.
La pressione dell’ambiente non era esercitata soltanto dai
predatori o dalle malattie, ma soprattutto dalla limitatezza
delle risorse (cibo, acqua, territorio).
Questo lo condusse a chiedersi: quale, tra gli individui di una
data specie, sopravvive e arriva a riprodursi?
Ipotizzò che la probabilità degli individui di sopravvivere e
riprodursi dipendesse proprio dalla variabilità individuale.

La variabilità delle specie viventi

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All’interno di una popolazione di organismi che vivono in
un certo ambiente, è più probabile che sopravvivano e
si riproducano di più gli individui più adatti a quelle determinate condizioni ambientali.

Per Darwin il processo di selezione naturale era analogo al tipo di selezione artificiale praticata dagli allevatori di bestiame, come cavalli, cani e piccioni.

La variabilità delle specie viventi

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L’evoluzione per selezione naturale

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Il 1 luglio 1858 Darwin pubblica L’origine delle specie.
La teoria di Darwin, oggi denominata teoria dell’evoluzione per selezione naturale, si basa su due capisaldi:

1. Le specie non sono immutabili, ma cambiano nel tempo.

2. La selezione, agendo sui singoli individui, è in grado di far evolvere le popolazioni.

Quando gli individui di due popolazioni, sottoposte a
diverse forze selettive, si differenziano significativamente,
si ha la generazione di due specie diverse.

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L’evoluzione per selezione naturale

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In che modo si evolve una popolazione?

1. In una popolazione esiste sempre una variabilità individuale, che è preesistente all’azione dell’ambiente ed è determinata sia dai caratteri ereditati dai genitori sia dalle mutazioni. Tale variabilità è del tutto casuale.

2. Tutte le popolazioni possono generare una prole più numerosa dei genitori, ma solo una parte della
discendenza sopravvive.

3. La scarsità delle risorse costringe gli individui a competere tra loro.

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4. Poiché gli individui sono tutti diversi e unici, alcuni avranno caratteristiche che consentono loro di sopravvivere meglio di altri, ovvero sono più adatti a quelle specifiche condizioni ambientali.

5. I più adatti sopravvivono più a lungo e si riproducono con maggior successo, trasmettendo alla progenie le proprie caratteristiche.

L’evoluzione per selezione naturale

Il principale fattore su cui si basano i processi evolutivi è la variabilità delle caratteristiche esistenti all’interno di una popolazione di individui della stessa specie.

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L’evoluzione per selezione naturale

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Se in una zona artica un orso polare dalla pelliccia scura cercasse di catturare delle foche, sarebbe più facilmente visibile sul ghiaccio e risulterebbe svantaggiato; gli orsi con il manto bianco, invece, riuscirebbero ad avvicinarsi alle prede e avrebbero maggiori probabilità di catturarle.

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Lamarckismo e darwinismo

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La teoria di Darwin è radicalmente diversa dalla teoria di Lamarck.

Secondo Darwin, l’ambiente agisce sul singolo individuo
attraverso la selezione naturale, ma non crea caratteri
nuovi nell’individuo.

L’individuo può trasmettere alla discendenza solo ciò che
già possiede nel suo patrimonio ereditario (ovvero il
corredo genetico nei suoi gameti).

La selezione naturale inoltre non ha un fine proprio: ciò
che può essere vantaggioso in certe condizioni può
diventare uno svantaggio in altre, come si è verificato più
volte nella storia della vita.

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