Zoologia generale 7 - Introduzione all'evoluzione

Introduzione all' Evoluzione

• Evoluzione -> cambiamento nella forma e nel comportamento degli organismi nel corso delle generazioni successive
• L'evoluzione biologica consiste nel cambiamento delle caratteristiche ereditarie di gruppi di organismi nel corso delle generazioni. In una prospettiva a lungo termine l'evoluzione è la discendenza con modificazioni lungo diverse linee evolutive a partire da antenati comuni. In una prospettiva a breve termine è il continuo adattamento di gruppi di organismi alle sfide e ai cambiamenti dell'ambiente.

Introduzione all'Evoluzione

• Evoluzione → cambiamento nella forma e nel comportamento degli organismi nel corso delle generazioni successive
• L'evoluzione biologica consiste nel cambiamento delle caratteristiche ereditarie di gruppi di organismi nel corso delle generazioni. In una prospettiva a lungo termine l'evoluzione è la discendenza con modificazioni lungo diverse linee evolutive a partire da antenati comuni. In una prospettiva a breve termine è il continuo adattamento di gruppi di organismi alle sfide e ai cambiamenti dell'ambiente.

Popolazione -> gruppo circoscritto di individui che appartengono alla stessa specie. Ogni specie occupa una determinata area geografica, nella quale gli individui sono concentrati in diverse popolazioni locali.

NB. I cambiamenti evolutivi avvengono all'interno di popolazioni della stessa specie

NB. L'Evoluzione ha 2 componenti fondamentali:

• la ramificazione delle linee di discendenza
• i cambiamenti ereditabili che avvengono in ciascuna linea

Considerazioni sull'Evoluzione

• ogni popolazione è ancestrale rispetto a quelle successive
• l'evoluzione non è prevedibile (non procede secondo vie prefissate); dipende dall'ambiente e dalle varianti genetiche della popolazione
• l'evoluzione procede per ramificazioni
• comporta adattamenti: caratteristiche ereditarie diffuse per selezione naturale nel passato e mantenute nel presente e che attualmente si diffondono a danno di altri fenotipi per selezione naturale

NB. Un adattamento è quanto di meglio esiste tra le alternative presenti per trasmettere i propri geni alla prole

Breve Storia del pensiero evolutivo

• Platone: ogni cosa è stata creata indipendentemente da una diversa idea (mondo statico/immutabile)

• Aristotele: introduce il concetto di SCALA DEI VIVENTI

• Lucrezio: de Rerum Natura:

  • Terra come madre feconda
  • Non tutte le creature iniziali sono state tramandate a noi

• Teologia Naturale:

  • consolida il pregiudizio contro l'evoluzione
  • persiste fino all'800
  • ha l'obiettivo di catalogare i viventi per evidenziare i passaggi della SCALA DELLA VITA
  • gli adattamenti sono la prova che gli animali sono stati disegnati apposta per il loro scopo

• Antonio Vallisneri (1671 - 1730): connessione tra le varie specie e graduale passaggio tra i generi.
• Lazzaro Spallanzani (1729 - 1799): dimostra la falsità della generazione spontanea.
• Diderot: timide idee trasformiste
• D'Holbach: "l'uomo primitivo differiva da quello attuale"
• De Sales: ipotizza la parentela tra uomo e scimmia
• Linneo:
  • fermamente creazionista
  • introduce la classificazione binomia

  3 regni:

  • LAPIDEUM
  • VEGETABILE
  • ANIMALE

NB. Linneo include l'uomo nel regno animale (Homo sapiens)

NB. Secondo Linneo nuove specie possono nascere per ibridazione (l'atto creativo è riservato al genere) e le specie possono estinguersi

• Georges Louis Leclerc conte di Buffon:
  • fondatore del genere enciclopedico in cui le specie venivano descritte da più punti di vista
  • sottolinea l'importanza dell'azione dell'ambiente e l'importanza di fossili e specie estinte
  • ha idee trasformiste
  • parla della comparsa del cosmo e della Terra (che ha 500 mila anni)
  • accetta la generazione spontanea e parla di estinzione delle specie
• Erasmus Darwin (nonno di Charles)
  • scrive "The Laws of organic Life"

J.B. cavaliere di Lamarck:

• ha un pensiero trasformista
• la natura stessa dei viventi è motore dell'evoluzione (capacità intrinseca dei viventi di trasformarsi)
• l'evoluzione è condizionata dall'ambiente:
  1. lente modificazioni dell'ambiente creano nuovi bisogni
  2. gli organismi si adattano gradualmente ai nuovi bisogni

• Nella philosophie zoologique introduce la legge dell'uso e del non-uso:
  • a forza di usare una struttura essa si perfezionerà per lo scopo richiesto
  • se una struttura non viene usata si atrofizza e poi scompare

NB. I caratteri acquisiti in questo modo sono ereditabili

• Georges Cuvier:
• paleontologo
• notò che da uno strato all'altro alcuni organismi fossili comparivano mentre altri scomparivano
• Formula la TEORIA DELLE CATASTROFI:
1. le specie sono IMMUTABILI e create da DIO
2. i cambiamenti del record fossile sono dovuti a grandi e violente catastrofi che hanno distrutto faune intere (catastrofismo)
3. il pianeta è stato poi ripopolato da successivi atti creativi o migrazioni da zone vicine

Evoluzione secondo Darwin

• Darwin ci dà una spiegazione naturale del vivente (senza l'intervento divino)
• Il viaggio sul BEAGLE (1831-1836) segnò profondamente il giovane Darwin.
  • A bordo legge infatti:
    • La Teoria del gradualismo di Hutton -> La Terra si modifica gradualmente
    • La Teoria dell'attualismo di Lyell -> Piccoli cambiamenti possono sommarsi nel tempo e portare a grandi conseguenze

NB. Da queste letture nascono due considerazioni:

1. La Terra è MOLTO più vecchia di quanto si pensi
2. Anche in campo biologico piccoli cambiamenti portano grandi conseguenze

• Darwin pubblica nel 1859 L'ORIGINE DELLA SPECIE, dove enuncia la sua teoria riassumibile brevemente in:
  • esiste l'evoluzione
  • la selezione naturale è il meccanismo evolutivo
• Selezione naturale:
  • Gli animali di una stessa specie nascono con piccole differenze individuali e l'ambiente opera su di esse una selezione consentendo la sopravvivenza dei più adatti
  • Il successo riproduttivo dei diversi fenotipi deriva dalle differenti modalità di interazione degli organismi con il loro ambiente

Sintesi della Teoria di Darwin

• osservazione 1:
  • gli organismi hanno un enorme potenziale riproduttivo e senza vincoli le popolazioni aumenterebbero esponenzialmente
• osservazione 2:
  • le popolazioni naturali rimangono di dimensione costante nel tempo salvo fluttuazioni
• osservazione 3:
  • le risorse naturali sono limitate
• DEDUZIONE 1:
  • tra i membri di una popolazione vi è un continuo conflitto per la sopravvivenza
  • ad ogni generazione soltanto una parte della progenie riesce a sopravvivere
• osservazione 4:
  • le popolazioni esprimono differenze tra gli individui (variabilità interspecifica)

• osservazione 5:
  • queste differenze sono in parte ereditabili
• DEDUZIONE 2:
  • tra gli organismi di una popolazione vi è un differente potenziale di sopravvivenza e di riproduzione e i possessori di caratteri più vantaggiosi risultano favoriti
  • gli individui che hanno ereditato caratteri che consentono un migliore adattamento al proprio ambiente avranno maggiore possibilità di lasciare un elevato numero di figli

Deduzione 3:

• questa capacità di alcuni individui di sopravvivere e riprodursi porta a un graduale cambiamento della popolazione stessa, con l'accumularsi di modificazioni favorevoli
• nel corso delle generazioni i differenti potenziali di sopravvivenza e riproduzione generano nuove specie (speciazione)

NB. la storia della vita può essere paragonata ad un albero con numerosi rami principali e secondari, che si dipartono da un tronco comune, fino ad arrivare ai ramoscelli più giovani a simboleggiare la diversità degli organismi viventi

Nel 1871 Darwin pubblica "l'origine dell'uomo", in cui parla di selezione sessuale e dimorfismo sessuale.

Darwin nota che in svariati casi i caratteri sessuali secondari dei maschi (strutture accessorie con una funzione nel corso della riproduzione) sono deleteri e di impaccio per la sopravvivenza dei loro portatori.

NB. Nonostante una tale struttura sia deleteria per la sopravvivenza essa viene selezionata in quanto conferisce al suo portatore un vantaggio riproduttivo sugli altri maschi.

Darwin suddivide la selezione sessuale in due sottocategorie:

• selezione intrasessuale
• selezione intersessuale

• Selezione sessuale:

  • processo selettivo responsabile della trasformazione, attraverso le generazioni, dei caratteri che facilitano l'accesso al partner sessuale

• Selezione intrasessuale:

  • competizione diretta tra individui dello stesso sesso (generalmente maschi) tramite comportamento aggressivo che promuove l'evoluzione di caratteri che facilitano l'accesso al partner

• Selezione intersessuale:

  • si basa sulla scelta di caratteri attraenti per il partner (generalmente la femmina) che li seleziona favorevolmente
  • in genere la femmina sceglie un maschio con particolari caratteristiche diagnostiche di buona qualità che potranno essere trasmesse alla prole promovendone la diffusione