Evoluzione biologica: dalle teorie di Lamarck e Darwin alla selezione naturale

Unità delle cellule viventi

Le cellule degli esseri viventi utilizzano gli stessi tipi di biomolecole, contengono organuli simili, adottano le stesse strategie per procurarsi energia, per mantenere costante l’ambiente interno, per duplicarsi. Una tale unitarietà di struttura e funzioni di base induce a pensare che le diverse forme di vita siano in qualche modo imparentate e condividano un antenato comune. Questa concezione della natura è alla base della teoria dell’evoluzione proposta da Darwin.

Fissismo

Concezione fissista della natura

L’evoluzione biologica può essere vista come una serie di cambiamenti grazie ai quali dalle specie esistenti in passato si sono originate quelle attualmente presenti sulla Terra. Fino alla seconda metà del Settecento in Europa, in particolare in Francia e in Inghilterra, predominava una concezione fissista della natura derivata principalmente dal pensiero di Aristotele. Secondo il fissismo le specie viventi erano statiche e immutabili e si potevano classificare secondo una scala gerarchica dalla più semplice alla più complessa.

Lamarck

Teoria di Lamarck

Lamarck giunse a concepire la sua teoria dell’evoluzione in seguito alla grande esperienza che fece come curatore del museo di Storia Naturale di Parigi, incarico che gli consentiva di studiare un’enorme quantità di campioni biologici provenienti da tutto il mondo. Egli affermava che la natura è soggetta a leggi proprie e autonome che determinano un cambiamento delle specie nel tempo. Tale cambiamento porta ad un graduale perfezionamento degli organismi generandone via via di più complessi. Secondo Lamarck l’evoluzione avviene grazie all’eredità dei caratteri acquisiti. Secondo tale teoria, le modifiche che un organismo subisce nel corso della sua vita diventano ereditarie e vengono trasmesse alla progenie.

Teoria delle catastrofi di Cuvier

I fossili sono resti o tracce di organismi vissuti in epoche passate. Cuvier scoprì che le specie vissute in passato erano diverse da quelle attuali e che molte di esse si erano estinte. Si spiegò questi dati con la teoria delle catastrofi. Secondo il catastrofismo, molti fenomeni geologici e biologici, in particolare le estinzioni, sarebbero la conseguenza di eventi catastrofici accaduti nel passato. Questa teoria oggi è del tutto superata ma non si nega che gli eventi catastrofici abbiano influenzato la storia della Terra. L’estinzione oggi è considerata una componente fondamentale dell’evoluzione.

Darwin

Viaggio di Darwin sul Beagle

Charles Robert Darwin è considerato il padre della moderna visione dell’evoluzione biologica. Quando aveva appena terminato gli studi, egli ebbe l’opportunità di partire come naturalista per un viaggio intorno al mondo a bordo di un brigantino della Marina britannica, il Beagle. Durante quel viaggio, che durò quasi cinque anni, Darwin divenne un esperto naturalista e poté studiare sul campo la biologia e la geologia di lontane regioni del globo; di particolare rilevanza fu l’esperienza in Sudamerica e nelle isole Galapagos dove Darwin fu colpito dalla straordinaria varietà della flora e della fauna. Soprattutto egli notò le tartarughe terrestri giganti, che avevano carapaci di forma leggermente diversa a seconda dell’isola in cui vivevano, e un gruppo di uccelli (oggi chiamati fringuelli di Darwin) che differivano per la forma del becco. Secondo Darwin specie diverse potevano condividere un antenato comuna da cui derivavano attraverso una successione graduale di piccoli cambiamenti. Egli chiamò questo processo “discendenza con modificazioni”. Durante il suo viaggio Darwin rimase colpito anche dal fatto che c’è una grande variabilità individuale presente all’interno di ciascuna specie; infatti i figli non sono identici né fra loro né a chi li ha generati. Inoltre notò che in tutte le specie il numero di individui che sopravvivono è di gran lunga inferiore al numero di individui che nascono. Ne L’origine della specie, Darwin si chiede perché allora in nessuna specie si verifica un incremento così elevato come dovrebbe e quali tra gli individui sopravvivono e arrivano a riprodursi. Arriva a dire che all’interno di una popolazione di organismi che vivono in un certo ambiente, è più probabile che sopravvivano e si riproducano gli individui più adatti a quelle determinati condizioni ambientali, questo meccanismo si chiama selezione naturale.

Principi della selezione naturale

La teoria di Darwin, oggi denominata teoria dell’evoluzione per selezione naturale, si basa su due capisaldi:

• Le specie non sono immutabili, ma cambiano nel tempo

• Non sono gli individua ad evolversi, ma le popolazioni.
In che modo una popolazione si evolve?

Quasi sempre in una popolazione esiste una variabilità individuale, che è preesistente all’azione dell’ambiente ed è determinata dai caratteri ereditati dai genitori. Tale variabilità è del tutto casuale. Tutte le popolazioni possono generare una prole più numerosa dei genitori ma soltanto una parte sopravvive e la scarsità delle risorse costringe gli individui a competere tra loro. Poiché gli individui sono tutti diversi e unici, alcuni sono più adatti e sopravvivono più a lungo riproducendosi con maggior successo, trasmettendo le proprie caratteristiche.

Strumenti per studiare l'evoluzione

Per studiare l’evoluzione biologica sono utili: lo studio dei fossili, la biogeografia, l’anatomia comparata, l’embriologia comparata e la biologia molecolare.