DARWIN L EVOLUZIONE 1

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1 DARWIN L EVOLUZIONE 1

2 Darwin compì un viaggio di cinque anni intorno al mondo, come naturalista Nel 1831, Charles Darwin si imbarcò come naturalista di bordo sul brigantino Beagle per compiere un viaggio di esplorazione intorno al mondo. Durante il viaggio, Darwin raccolse una formidabile serie di osservazioni a supporto della teoria dell evoluzione. Charles Darwin ( ) 2

3 La rotta seguita dal brigantino Beagle I cerchi colorati segnalano le regioni visitate accuratamente da Darwin, ognuna associata a una fotografia di luoghi o animali che le caratterizzano. 3

4 Le osservazioni di Darwin Nandù (Rhea) I nandù del Sudamerica sono adattati a vivere in grandi spazi aperti, esattamente come gli struzzi delle regioni africane. Gli strati sedimentari dei rilievi montuosi custodiscono numerosi fossili marini. Strati rocciosi fossiliferi 4

5 Le osservazioni di Darwin Deserto della Patagonia Gli organismi, anche se simili, variano a seconda che vivano nel deserto della Patagonia o in una fitta foresta pluviale tropicale. Foresta pluviale tropicale 5

6 Le osservazioni di Darwin Iguana marina (Amblyrhynchus cristatus) Fringuello picchio (Camarhynchus pallidus) L iguana marina è dotata di grosse unghie e ha una forma del muso che la rendono adatta ad arrampicarsi sulle rocce litoranee e a strappare alghe dalle rocce del fondale. Le diverse specie di fringuelli delle Galàpagos presentano un becco diverso in funzione delle abitudini alimentari. 6

7 Prima di Darwin, altri scienziati avevano ipotizzato il processo dell evoluzione Charles Lyell (geologo) Egli sosteneva che la Terra deve essere abbastanza vecchia per aver permesso il processo dell evoluzione dei viventi. Georges Cuvier (paleontologo) Egli sviluppò la teoria delle catastrofi per spiegare le successioni di fossili così variabili nel corso del tempo geologico. Jean-Baptiste de Lamarck (zoologo) Egli formulò l idea dell ereditarietà dei caratteri acquisiti, sostenendo che l uso e il disuso di una struttura del corpo concorrono a realizzare un cambiamento ereditabile. L esempio più noto riguarda il collo delle giraffe. 7

8 Darwin individuò nella selezione naturale il meccanismo dell evoluzione L ipotesi di Darwin della selezione naturale, secondo cui la natura seleziona gli organismi più adatti a lasciare discendenti, si può inquadrare in quattro punti fondamentali: i membri di una popolazione possiedono una gamma di variazioni ereditabili; una popolazione produce più discendenti di quanti l ambiente ne possa sostenere; soltanto alcuni membri di una popolazione sopravvivono e si riproducono; la selezione naturale ha come risultato l adattamento delle popolazioni al proprio ambiente. 8

9 Darwin individuò nella selezione naturale il meccanismo dell evoluzione L evoluzione è un insieme di cambiamenti che avvengono in una popolazione nel corso del tempo dovuti all accumulo di differenze ereditabili. L evoluzione spiega nel contempo l unitarietà e la diversità dei viventi. Unitarietà significa che gli organismi possiedono in comune le caratteristiche della vita, poiché condividono un antenato comune. Diversità significa che ogni tipo di organismo (ogni specie) è adattata a uno dei numerosi ambienti della biosfera. 9

10 La selezione naturale può essere osservata direttamente Darwin costruì la propria ipotesi della selezione naturale valutando, tra le sue molte osservazioni in natura, la distribuzione dei fringuelli nelle varie isole delle Galàpagos. 10

11 La selezione naturale può essere osservata direttamente Da quasi quarant anni, alcuni scienziati stanno osservando come funziona la selezione naturale in diretta, proprio alle Galàpagos. Essi hanno notato che lo spessore del becco del fringuello terricolo medio, Geospiza fortis, varia, per adattamento, nel corso delle generazioni, a seconda delle tendenze climatiche. 11

12 Le prove dell evoluzione I fossili sono testimonianze di forme di vita del passato. La documentazione fossile testimonia che gli organismi si sono evoluti generalmente da forme più semplici verso forme più complesse. Paleontologi al lavoro (a sinistra) per estrarre delicatamente fossili da strati di roccia (a destra). 12

13 I fossili confermano la discendenza da un antenato comune Alcuni fossili, come quello di Archaeopteryx lithographica, hanno caratteristiche intermedie tra due diversi gruppi di organismi (per esempio, rettili e uccelli). Questi fossili con forme intermedie sono detti fossili di transizione. 13

14 I confronti anatomici sostengono la discendenza da un antenato comune Le strutture anatomiche che sono simili perché sono state ereditate da un antenato comune recente sono chiamate strutture omologhe, o omologie. Invece, le strutture analoghe, o analogie, sono quelle che svolgono la stessa funzione ma che non sono né costruite in modo simile né discendono da un antenato comune recente. 14

15 I confronti anatomici sostengono la discendenza da un antenato comune Le strutture vestigiali sono organi o parti corporee che non rivestono una funzione attiva in certi organismi, ma che sono il «ricordo evolutivo» derivato dai progenitori. Struttura vestigiale 15

16 La biogeografia fornisce altre prove a favore dell evoluzione La biogeografia è lo studio della distribuzione delle piante e degli animali nei diversi luoghi del mondo. Il tipo di distribuzione degli organismi rispecchia l ipotesi che le forme di vita si siano evolute adattandosi ai vari ambienti. Ambienti simili, ma del tutto separati come posizione geografica, tendono a ospitare organismi diversi, ma caratterizzati da adattamenti simili. 16

17 I confronti molecolari concordano con la discendenza da un antenato comune Le differenze biochimiche (nella sequenza di basi del DNA o nella sequenza degli amminoacidi delle proteine) indicano il grado di parentela evolutiva tra vari organismi. I dati molecolari mostrano, per esempio, che la sequenza degli amminoacidi del citocromo c di una scimmia differisce da quella umana soltanto per due amminoacidi, da quella di un anatra per 11 e da quella di un lievito per 51 amminoacidi. 17