Darwin e l evoluzionismo

Transcript

1 Darwin e l evoluzionismo

2 Niente in Biologia è di senso se non alla luce dell Evoluzione Theodosius Dobzhansky ( )

3 Medicina Niente in Biologia è di senso se non alla luce dell Evoluzione Theodosius Dobzhansky ( )

4 Charles Darwin

5 Isole Galapagos I viaggi di Darwin

6 I viaggi di Darwin Le teorie di Darwin sono strettamente legate ai suoi viaggi Di particolare importanza furono le osservazioni sui fossili del Sud- America e delle isole Galapagos e le loro similitudini con fossili e animali viventi

7 da quando sono tornato sono impegnato in un lavoro molto presuntuoso Sono rimasto talmente colpito dalla distribuzione degli organismi alle galapagos e dai fossili americani che ho deciso di raccogliere alla cieca ogni sorta di fatto che abbia a vedere in qualche modo con le specie Ho letto pile di libri Infine è giunto qualche barlume di luce e sono quasi convinto, (in totale contrasto con la mia opinione iniziale) che le specie non sono immutabili. Che il cielo mi preservi dalle assurdità di Lamark Credo di aver scoperto (qui sta la mia presunzione) il semplice modo in cui le specie arrivano ad adattarsi a vari fini. Lettera di Charles Darwin a Hooker 1844

8 Prima di Darwin

9 Osservazione iniziale (un po banale) Il mondo è pieno di esseri viventi diversi che sembrano perfettamente adattati all ambiente che li circonda Diversità Adattamento

10 Domanda (meno banale) Perché?

11 Una prima risposta: Fissismo (Creazionismo) LE SPECIE SONO SEMPRE ESISTITE COME NOI LE OSSERVIAMO Molte religioni fanno risalire la presenza di differenti esseri viventi sulla terra ad atti creativi da parte di divinità Il creazionismo non è una teoria scientifica in quanto non cerca prove nello studio della natura ma affida la sua credenza alla fede Il vescovo James Ussher (1650) datò la creazione della terra nel 4004 avanti Cristo James Ussher

12 Una seconda risposta: Gli esseri viventi traggono origine da preesistenti esseri viventi da cui differiscono per l accumularsi di differenze durante le generazioni Evoluzionismo

13 Darwin NON inventò Quando Darwin comincia a riflettere su queste cose le teorie evoluzionistiche erano largamente diffuse e si stavano consolidando sul creazionismo precedente l evoluzionismo

14 Alcuni evoluzionisti prima di Darwin.. specie simili si generano da antenati comuni attraverso una degenerazione.. la terra è uniformemente modificata da forze che esistono ancora attualmente George-Louis Leclerc, compte de Buffon ( ) James Hutton ( ).. le specie simili si modificano attraverso la formazioni di ibridi.. i fossili rappresentano forme estinte forse a causa di catastrofi Carolus Linnaeus Carl von Linné ( ) Georges Cuvier ( )

15 L evoluzionismo aveva basi solide prima di Darwin Le teorie evoluzionistiche, in quanto teorie scientifiche, trovavano fondamento su molti tipi di osservazioni della natura, ed in particolare: Biogeografia Anatomia comparata Embriologia comparata

16 Biogeografia Specie viventi simili in ambiti geografici vicini

17 Anatomia comparata Animali differenti hanno strutture anatomiche simili

18 Embriologia comparata Animali differenti passano per stadi embriologici molto simili Topo Uomo

19 L evoluzionismo esisteva e c era chi provava a darne una spiegazione Jean-Baptiste de Lamarck ( ) Secondo Lamarck le variazioni che avvenivano in un individuo, a causa dell ambiente, si potevano trasferire attraverso fluidi vitali alla progenie

20 Le giraffe di Lamark

21 Darwin e Lamark Darwin conobbe il lavoro di Lamark attraverso uno zoologo di Edimburgo, Robin Grant. Ne accettò il concetto di evoluzione ma si mosse alla ricerca di un diverso motore dell evoluzione stessa

22 Malthus

23 Malthus Malthus, infatti, mosso dal desiderio di combattere l uso indiscriminato dell assistenza sociale, studiò a lungo i rapporti tra popolazione e risorse. Le sue conclusioni lo portarono a vedere nella guerra, nella fame e nella malattia gli strumenti naturali che limitavano la crescita della popolazione.

24 La vera scoperta di Darwin: la Selezione Naturale Darwin propose la SELEZIONE NATURALE come il motore dell evoluzione dei viventi I have called this principle, by which each slight variation, if useful, is preserved, by the term Natural Selection. Charles Darwin from "The Origin of Species"

25 Selezione Naturale La selezione naturale è il differente successo riproduttivo di differenti individui risultante dalla interazione degli organismi con l ambiente. L oggetto della selezione naturale sono le popolazioni. L evoluzione viene misurata come il cambio di frequenza di determinate caratteristiche in una popolazione tra una generazione ed un altra

26 Le giraffe di Darwin

27 Proviamo a comprimere la teoria di Darwin

28 La teoria Darwiniana in sintesi (la risposta vera alla domanda di prima) Gli individui in una popolazione variano tra loro che sono, almeno in parte, ereditabili Le popolazioni generano più figli di quanto le risorse ambientali possano permettere Gli individui con le variazioni più favorevoli in quell ambiente avranno più possibilità di fare figli e di mantenerli. Quindi i loro geni passeranno nelle generazioni successive (adattamento). Quando individui della stessa specie si separano geograficamente cominciano ad accumulare variazioni adattative che finiscono per impedire l incrocio con la formazione di una nuova specie (diversità)

29 La Selezione Naturale: esempio Agente selettivo

30 La Selezione Naturale: esempio Agente selettivo Ma se finiscono gli insetti gialli, il predatore che mangia?

31 Coevoluzione Evoluzione congiunta di due o più specie che hanno relazioni ecologiche strette, nella quale una specie opera una pressione selettiva sull altra e viceversa, rendendo l evoluzione di una specie almeno parzialmente dipendente dall evoluzione dell altra

32 La selezione può agire a diversi livelli Sopravvivenza Fecondità Scelta nell accoppiamento Fitness (versione semplificata) W i = V i x f i numero medio di discendenti nella prossima generazione Probabilità di sopravvivere in età riproduttiva Numero medio di figli per individuo

33 Selezione sessuale Gli esseri viventi cercano di incrociarsi con partners che garantiscano al massimo la possibilità di avere prole e di mantenerla. Quindi selezionano il partner. Conduce allo sviluppo ed al mantenimento dei caratteri sessuali secondari, cioè di quei caratteri che fungono da segnale di buoni geni Esita nel Dimorfismo Sessuale

34 Dimorfismo sessuale in Homo Forma del corpo e distribuzione del tessuto adiposo (mammelle, fianchi, addome) Forma del volto (occhi, mandibola, mento, ecc.) Distribuzione dei peli sapiens

35 Quale genere mostra i caratteri di dimorfismo sessuale più appariscenti?

36 Selezione Sessuale In genere i maschi delle specie hanno i caratteri dimorfici più appariscenti La scelta del partner sessuale è fondamentalmente femminile Maschi Caucasici Italia Maschi Wodaabe Niger

37 Anisogamia = Differenti gameti Gameti femminili: Grandi Pieni di nutrienti Costosi a prodursi Limitati in numero Prodotti non frequentemente Gameti maschili Piccoli Senza nutrienti Facili da prodursi In gran numero Prodotti ininterrottamente

38 Differente investimento Anisogamia Gravidanza Allattamento La femmina di mammifero investe ancora di più e rischia ancora di più se commette un errore

39 Il gradiente di Bateman Bateman (1948) in drosofila osservò che nei maschi il numero dei figli aumentava con il numero degli accoppiamenti ma nella femmina no

40 Canale a

41 Modi della Selezione Naturale 1. Selezione Stabilizzante 2. Selezione Direzionale 3. Selezione Diversificante

42 Selezione stabilizzante Le variazioni tendono a restringersi in un range intermedio tra le forme estreme Ambienti Stabili

43 Selezione stabilizzante

44 Selezione Direzionale Le variazioni tendono muoversi verso uno degli estremi Ambienti in cambiamento

45 Selezione direzionale Culex pipiens

46 Selezione Diversificante Le variazioni tendono muoversi verso i due estremi Le variazioni ambientali tendono a favorire i fenotipi estremi

47 Selezione diversificante Pyrenestes ostrinus

48 Perché non si capisce? Perché la teorie dell evoluzione, per quanto semplice, ci risulta di così difficile comprensione?

49 Difficoltà: il tempo evoluzionistico è troppo lungo per il nostro cervello

50 Difficoltà: se ne parla troppo e spesso da persone non competenti secondo l evoluzionismo l uomo discende dalle scimmie

51 Difficoltà: se ne parla troppo e spesso da persone non competenti l uomo discende dalle scimmie l uomo e gli scimpanzé hanno avuto un antenato comune circa 8 milioni di anni fa

52 Difficoltà: se ne parla troppo e spesso da persone non competenti

53 Alcuni concetti sbagliati ATTRIBUITI alla teoria Darwiniana Darwin ha detto che viene selezionato il migliore

54 Perché la selezione naturale non ci rende perfetti? Gli organismi sono bloccati entro contesti storici e territoriali Gli adattamenti sono compromessi Non tutta la evoluzione è adattativa. Il caso gioca un ruolo fondamentale La selezione lavora solo sui fenotipi esistenti

55 Alcuni concetti sbagliati ATTRIBUITI alla teoria Darwiniana Darwin ha detto che viene selezionato il migliore La selezione avvantaggia solo il più adatto a quello specifico ambiente in quello specifico tempo

56 Alcuni concetti sbagliati ATTRIBUITI alla teoria Darwiniana Secondo Darwin noi ci adatteremo, prima o poi, a qualsiasi ambiente

57 Alcuni concetti sbagliati ATTRIBUITI alla teoria Darwiniana Secondo Darwin noi ci adatteremo, prima o poi, a qualsiasi ambiente Le specie si possono adattare ma si possono anche estinguere

58 Le specie possono estinguersi Permiana. La più grande della storia Estinti più dell 80% delle specie Aumentata attività vulcanica, CO2 e riscaldamento della terra Estinzione dei dinosauri Asteroide? Potrebbe essere anche dovuta a vulcani

59 Alcuni concetti sbagliati ATTRIBUITI alla teoria Darwiniana Per potersi adattare ad un ambiente, il meccanismo della selezione naturale ha bisogno di tempi molto lunghi (che dipendono dalla frequenza di mutazione e dai tempi di riproduzione della specie). Improvvise modificazioni ambientali (inquinamento, radiazioni, modificazioni climatiche, ecc.) non darebbero il tempo a nessun adattamento ma solo alla estinzione della specie.

60 Alcuni concetti sbagliati ATTRIBUITI alla teoria Darwiniana il darwinismo è un modello generale che può essere applicato ad ambiti differenti da quello biologico

61 Alcuni concetti sbagliati ATTRIBUITI alla teoria Darwiniana il darwinismo è un modello generale che può essere applicato ad ambiti differenti da quello biologico mentre in ambito biologico la teoria darwiniana è sottoposta quotidianamente a rigorose prove scientifiche, lo stesso può non succedere in altri ambienti

62 Per studiare Cummings Cap 19 (c è poco)