1.2. l'evoluzione

Zoologia: l'evoluzione

Zoologia, dal greco: “zoon” = animale e “logos” = studio. La storia della diversità animale è caratterizzata da continui cambiamenti, che chiamiamo evoluzione. La storia della vita animale si può rappresentare come un albero genealogico, che rappresenta la filogenesi. Gli obiettivi principali dello studio della diversità animale sono due:

• Ricostruire la filogenesi della vita animale e comprendere le basi del funzionamento dei sistemi biologici (causa prima);
• Comprendere i fattori evolutivi che hanno prodotto determinati cambiamenti (cause ultime).

Lamarckismo: ereditarietà dei caratteri acquisiti

La prima spiegazione completa dell’evoluzione è opera del francese Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) e risale al 1809. Egli sostenne che i fossili erano i resti di animali estinti. La sua ipotesi prevedeva che gli organismi, nel tentativo di adattarsi al proprio ambiente, acquisirebbero adattamenti che vengono poi ereditati dalla loro progenie (ereditarietà dei caratteri acquisiti). Questo concetto è oggi detto trasformista, in quanto afferma che singoli individui cambiano le proprie caratteristiche per evoluzione. Oggi queste teorie vengono respinte, poiché gli studi genetici hanno dimostrato come i tratti che un organismo può acquisire nel corso della vita non possono essere trasmessi alla prole.

Charles Leyll e l’attualismo

Charles Leyll (1797-1875) introdusse il concetto di attualismo, che si basa su due principi:

• Le leggi della chimica e della fisica sono rimaste invariate durante la storia della Terra;
• Gli eventi geologici del passato sono avvenuti grazie a processi naturali simili a quelli che osserviamo attualmente.

Dimostrò che le forze naturali, agendo su lunghi periodi di tempo, potevano spiegare la formazione di rocce contenenti fossili, concluse che la Terra dovesse avere milioni di anni. Leyll enfatizzò la natura graduale dei cambiamenti geologici che si susseguono nel tempo e intuì inoltre che tali cambiamenti non hanno una direzionalità intrinseca.

Charles Darwin

Charles Darwin il 27 dicembre 1831 intraprese un lungo viaggio d’ispezione in Sud America e nel Pacifico. Le numerose tappe gli consentirono di raccogliere numerosi campioni e di condurre osservazioni sulla flora e la fauna di queste regioni. Scoprì numerosi fossili di specie estinte da tempo e si accorse della somiglianza tra i fossili della pampa sudamericana con i fossili già noti del Nord America. Queste osservazioni rafforzarono la sua convinzione che le forze naturali fossero responsabili delle caratteristiche geologiche della Terra.

Durante le cinque settimane di permanenza alle Galapagos, Darwin iniziò a sviluppare le sue idee sull’evoluzione della vita. Darwin dedusse che le forme viventi non fossero state create da un’entità divina e che non fossero immutabili, ma rappresentassero i frutti dell’evoluzione. Il 2 ottobre fece ritorno in Inghilterra, dove continuò gli studi. Lesse un saggio di T. R. Malthus, in cui l’autore affermava che le popolazioni di piante e animali, comprese quelle umane, tendono ad aumentare in numero ben oltre la capacità portante del sistema. Darwin si rese conto di come un processo di selezione naturale, una “lotta per l’esistenza” a causa del sovraffollamento, potesse essere una potente forza per l’evoluzione delle specie selvatiche. Nel 1858 ricevette un manoscritto di Alfred Russel Wallace, nel quale l’autore sintetizzò i punti principali della teoria della selezione naturale, alla quale Darwin stava lavorando da più di 20 anni. Nel novembre del 1859 pubblicò finalmente il suo libro On the Origin of the Species. Darwin morì il 19 aprile 1882.

La teoria di Darwin sull’evoluzione

La teoria di Darwin sull’evoluzione ha 5 principi:

1. Cambiamento continuo: teoria base dell'evoluzione. Afferma che il mondo vivente non è né costante né costantemente ciclico, ma è in continuo cambiamento. Il cambiamento perpetuo è documentato dai reperti fossili.
2. Discendenza comune: tutte le forme viventi discendono da un antenato comune attraverso un ramificarsi di linee evolutive. La storia della vita ha la struttura di un albero evolutivo ramificato, cioè di una filogenesi.
3. Moltiplicazione della specie: l’evoluzione produce nuove specie suddividendo e trasformando quelle già esistenti. Le specie sono un insieme di popolazioni isolate riproduttivamente; specie diverse non sempre differiscono anche per caratteri morfologici. Una volta che una specie si è completamente differenziata, non avverranno più ibridazioni con individui di altre specie.
4. Gradualismo: le grandi differenze nei caratteri anatomici che caratterizzano specie diverse si sono originate mediante l’accumulo di molti piccoli cambiamenti continui in un lungo periodo di tempo. Questa teoria è importante, in quanto cambiamenti genetici che determinino grandi cambiamenti morfologici sono spesso deleteri per un organismo. Può spiegare l’origine di tutte le differenze strutturali osservate fra le specie.
5. Selezione naturale: spiega perché gli organismi sono plasmati per adeguarsi al proprio ambiente, un processo noto come adattamento. Descrive un processo naturale grazie al quale le popolazioni accumulano caratteri favorevoli su un lungo periodo di tempo evolutivo. Darwin sviluppò la propria teoria sulla selezione naturale in una serie di cinque osservazioni, da cui trasse tre deduzioni principali:

Osservazioni di Darwin

• Osservazione 1: gli organismi hanno un’alta fertilità potenziale. Tutte le popolazioni producono un gran numero di gameti e potenzialmente un grande numero di nuovi individui per ciascuna generazione.
• Osservazione 2: le popolazioni naturali di solito mantengono dimensioni costanti, se si eccettuano piccole fluttuazioni. Nessuna popolazione naturale mostra la crescita esponenziale continua teoricamente assicurata dalla propria capacità riproduttiva.
• Osservazione 3: le risorse naturali sono limitate.

Deduzioni di Darwin

• Deduzione 1: vi è una continua lotta per l’esistenza fra membri di una popolazione. Gli individui che sopravvivono rappresentano solo una parte di tutti gli individui nati per ciascuna generazione.
• Osservazione 4: tutti gli organismi mostrano variazione.
• Osservazione 5: la variazione è ereditabile. Darwin notò che i figli tendono ad assomigliare ai propri genitori.
• Deduzione 2: i diversi organismi di una popolazione presentano differenti tassi di sopravvivenza e riproduzione. Alcune caratteristiche danno...