EVOLUZIONE (parte prima)

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1 EVOLUZIONE (parte prima)

2 In questa lezione: Che cos è l evoluzione. L era archeozoica ( milioni di anni fa): origine dei primi organismi unicellulari e pluricellulari. L era paleozoica ( milioni di anni fa): evoluzione degli organismi unicellulari e pluricellulari invertebrati; origine dei vertebrati.

3 Che cos è l evoluzione? La trasformazione degli organismi viventi nel corso del tempo, che porta all'affermazione di nuovi caratteri (quelli più adatti all ambiente) geneticamente ereditabili. La variazione del pool genico di una popolazione di organismi, sottoposta alla selezione naturale.

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6 L Archeozoico ( ma) Le rocce di tutto questo periodo sono andate particolarmente soggette a forti pressioni, riscaldamenti e deformazioni che rendono piuttosto difficile il reperimento di fossili. Tuttavia, i pochi fossili disponibili pochi fossili disponibili confermano che la vita nacque non appena la Terra si raffreddò abbastanza per ospitarla.

7 Le prime cellule Le documentazioni fossili relative ai primi organismi ad organizzazione unicellulare apparsi sulla Terra sono databili intorno a 3,8 miliardi di anni. Questi primitivi organismi unicellulari ad organizzazione batterica, erano simili ai moderni cianobatteri.

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9 Le stromatoliti Le colonie dei primitivi cianobatteri diedero origine a formazioni fossili dalla forma caratteristica, chiamate stromatoliti. Le stromatoliti sono costituite da lamine di selce (una forma di silice) contenenti i resti dei primitivi batteri fotosintetici (i cianobatteri).

10 Shark s bay, Australia Sezione di stromatolite

11 La comparsa dell ossigeno Circa 2,5 miliardi di anni fa la concentrazione dell ossigeno atmosferico raggiunse un livello pari all 1% di quella attuale. Ciò permise l evoluzione dei primi organismi aerobi unicellulari.

12 Tempo 1,8 2,5 3,8 (miliardi di anni) Procariote ancestrale Eucariote ancestrale Antenato anaerobico procariote From The Art of MBoC3, 1995, Garland Publishing, Inc

13 Le prime cellule eucariotiche Le prime cellule eucariote, cioè provviste di membrana nucleare, comparvero sulla Terra intorno a 1,8 miliardi di anni fa. Un esempio di primitivi eucarioti è rappresentato da protisti dinoflagellati autotrofi, gli Acritarchi.

14 Da Le scienze 1 miliardo di anni fa 1,8

15 Verso gli organismi pluricellulari Alla fine dell era archeozoica, dalle colonie di organismi unicellulari evolvono i primi organismi pluricellulari. Già all inizio dell era paleozoica, durante il periodo cambriano, i mari pullulano di invertebrati.

16 Acritarchi ARCHEOZOICO Da Le scienze

17 PALEOZOICO Modificato da da Flaccavento Romano G., G., Romano N., N., Conoscere le le scienze, Fabbri Ed. Ed.

18 Australia Antartide Congo Nord Africa

19 La fauna del Vendiano (700 ma)

20 Il Cambriano ( ma) Durante questo periodo si ebbe una poderosa trasformazione della superficie della Terra. L unico continente, la Pangea I, che comprendeva tutte le terre emerse del Vendiano, si frammentò. Ebbero così origine quattro masse continentali che, successivamente invase dalle acque, diedero origine a vasti mari caldi di tipo tropicale. Ciò permise la comparsa di un gran numero di organismi con piani organizzativi differenziati.

21 Laurentia Groenlandia Australia Siberia Arabia India Antartide Scandinavia Africa Sud America

22 La fauna del Cambriano radiolari foraminiferi da cnidario anellide artropode

23 La fauna del Cambriano Crinoide? Brachiopodi Cordato Poriferi Crostaceo Molluschi Poriferi Cnidario Anellide Trilobite Priapulidi Modificato da Whittington, 1979

24 La fauna del Cambriano?? da

25 PALEOZOICO Modificato da Flaccavento Romano G., Romano N., Conoscere le scienze, Fabbri Ed.

26 L Ordoviciano ( ma) L Ordoviciano fu un periodo di drammatici mutamenti ambientali. Nell Ordoviciano medio vi fu una drastica riduzione dei mari interni, che creò vaste regioni di terre basse e asciutte. Queste terre vennero poi invase nuovamente dal mare, verso la fine del periodo.

27 Siberia Australia Antartide Laurentia Scandinavia India Africa Sud America

28 Un fondale marino dell Ordoviciano

29 I trilobiti I trilobiti da

30 bocca appendici biramose

31 Occhio composto Fino a lenti Fino a 700 lenti Fino a 70 lenti

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33 I gasteropodi I nautiloidi da

34 da Pterobranchi Crinoidi Branchiopodi

35 Una colonia di ascidie (Urochordata) L emicordato pterobranchio Rhabdopleura da

36 Modificato da Dorit et al., 1997, Zoologia, Zanichelli larva di ascidia Pterobranchi Agnati L evoluzione dei cordati Anfiosso Ascidia pterobranchi

37 Gli Agnati: i primi vertebrati Oggi esistono soltanto 60 specie viventi di Agnati, ma milioni di anni fa essi erano tra i vertebrati più diversificati. Oltre a essere privi di mascelle, gli Agnati hanno branchie che sporgono all interno della faringe, mentre le branchie dei pesci sporgono verso l esterno. Essi mantengono inoltre una corda dorsale da adulti. Molte specie fossili sono prive di appendici pari.

38 Agnati eterostraci Sono gli agnati più diversificati e più antichi che si conoscano ( ma). 300 specie, quasi tutte marine. Da 30 cm a 1,5 mt. da

39 Agnati telodonti I telodonti ( ma) avevano pinne pari ben sviluppate ed erano debolmente corazzati con piccole scaglie. Molti presentavano una regione cefalica appiattita. da

40 Agnati osteostraci Gli osteostraci ( ma) erano protetti da spesse piastre ossee ed avevano uno scudo cefalico alquanto appiattito e spesso a ferro di cavallo. Circa 200 specie, da 4 cm a 1 mt di lunghezza. da

41 Agnati anaspidi Gli anaspidi ( ma) erano compressi lateralmente ed erano generalmente meno corazzati degli osteostraci. Alcuni erano rivestiti di scaglie ossee sottili e avevano pinne laterali. da

42 Un agnato anaspide mentre si nutre

43 Modificato da Flaccavento Romano G., Romano N., Conoscere le scienze, Fabbri Ed. Evolvono i primi vertebrati moderni Foreste di equiseti e felci

44 Siluriano-Devoniano ( ma) Nel Siluriano i mari tropicali poco profondi ricoprivano ancora i continenti, favorendo la costruzione di barriere coralline, popolate da foraminiferi, vari artropodi, gasteropodi, bivalvi, brachiopodi ed echinodermi. Nello stesso periodo inizia la conquista delle terre emerse da parte dei primi animali. Il Devoniano fu caratterizzato dalla proliferazione delle piante terrestri, dal progredire della colonizzazione della terraferma da parte degli animali, dallo sviluppo e dal fiorire delle ammoniti e dei pesci.

45 Siberia Cina Groenlandia EURAMERICA Australia Arabia India Africa Sud America

46 Nei mari del siluriano Gli ostracodermi (3) e gli euripteridi (2), giganteschi artropodi simili a scorpioni, dominano gli ambienti lagunari e lacustri.

47 Nel mare e sulle terre emerse Graptoliti (1); Molluschi bivalvi (2); Psilofite (prime piante vascolari) (3); Artropodi (insetto primitivo) (4).

48 La colonizzazione delle terre emerse Tra i primi animali terrestri pervenuti fino a noi come fossili c è un gruppo primitivo di miriapodi, gli archipolipoidi. Possedevano occhi composti e si cibavano di alghe e briofite. Modificato da Baccetti B. et al., Zoologia-Trattato italiano, Vol. I, Zanichelli Ed.

49 Scorpioni e ammoniti Palaeophonus sp. (Artropodi) (1); Ammoniti (Molluschi Cefalopodi) (2); Protolepidodendron sp. (Licofite) (3).

50 Le ammoniti

51 L invenzione delle mascelle Le mascelle hanno rappresentato forse la più grande conquista della storia evolutiva dei vertebrati. Esse fornirono ai placodermi un eccezionale arma di attacco e la possibilità di evolvere abitudini alimentari specializzate.

52 I primi gnatostomi: : gli acantodi Modificato da Romer, Anatomia comparata dei vertebrati, 1978, Piccin Ed. Gli acantodi ( ma) erano piccoli, con una lunghezza compresa tra i 10 e i 20 cm, e vivevano perlopiù in acqua dolce. Presentavano una spina acuminata sul bordo anteriore delle pinne.

53 Gli gnatostomi corazzati: i placodermi Modificato da Romer, Anatomia comparata dei vertebrati, 1978, Piccin Ed. I placodermi ( ma) erano parzialmente ricoperti da pesanti piastre ossee e come gli acantodi possedevano una coda eterocerca. Erano compressi dorsoventralmente, le loro pinne erano prive di spine e la loro lunghezza variava tra 20 cm e 10 mt.

54 L evoluzione dei pesci Verso la fine del Siluriano, dai placodermi erano derivate due linee evolutive: una diede origine ai pesci cartilaginei, l altra ai pesci ossei. Nel Devoniano, dai pesci ossei evolvettero i dipnoi (pesci polmonati d acqua dolce; sei specie viventi in Australia, Africa e America Meridionale) e i crossopterigi (pesci provvisti di pinne robuste; 1 specie marina vivente in acque profonde mt).

55 I pesci con i polmoni Alcuni pesci d acqua dolce del devoniano, i crossopterigi ripidisti, erano provvisti di polmoni e capaci di respirare aria, un vantaggio per animali viventi in acque soggette a periodi di prosciugamento. Attualmente i crossopterigi sono rappresentati dall unica specie marina L. chalumnae, priva di polmoni. da Latimeria chalumnae

56 La comparsa degli anfibi Ittiostega

57 Modificato da Flaccavento Romano G., Romano N., Conoscere le scienze, Fabbri Ed. Ammonite

58 Carbonifero-Permiano ( ma) Un clima caldo e umido favorì, nel Carbonifero, un notevolissimo sviluppo delle foreste di felci, equiseti e gimnosperme, i cui resti andarono a costituire gli immensi bacini carboniferi che danno il nome al periodo. Durante il Permiano si formò il supercontinente Pangea II, che raccoglieva tutte le terre emerse, con il definitivo ritiro dei mari interni del Paleozoico.

59 Alaska Siberia Cina Sud America Africa India Australia Antartide

60 Una foresta del Carbonifero

61 Il miriapode Euphoberia armigera da

62 Una libellula del Permiano con un apertura alare di 70 cm da

63 Un anellide polichete da

64 Crinoidi del Carbonifero da

65 Da Romer A.S., Anatomia comparata dei vertebrati, Piccin Ed. L anfibio Diplovertebron Il rettile Ophiacodon

66 La fine del Paleozoico Il Paleozoico si chiuse con una grande estinzione di massa che segnò, 225 milioni di anni fa, l inizio del Mesozoico. Circa la metà degli invertebrati marini scomparve: trilobiti, ammoniti, nautiloidi e brachiopodi furono decimati e sostituiti da altri gruppi animali. Il declino degli anfibi, che avevano precedentemente dominato le terre emerse, lasciò il campo libero per i rettili, bene adattati alla vita nelle zone aride.

67 Referenze bibliografiche ents/deamer1.html m.html /histoflife.html