CHARLES DARWIN

10/05/1840

SCIENCE

Shrewsbury

Darwin

Sono stato un biologo, naturalista, antropologo, geologo ed esploratore , celebre per aver formulato la teoria dell'evoluzione delle specie animali e vegetali per selezione naturale

La sua storia.

L'Evoluzione e' un tema affascinante, ma anche intriso di molti equivoci. Sopravvivono gruppi di persone, associazioni e sette religiose che negano la teoria di Darwin, anche se ogni giorno si trovano nuove conferme.

Venni ammesso alla Shrewsbury School, la rinomata scuola del dottor Samuel Butler a Shrewsbury, dove mostrò maggiore interesse per la geometria e la matematica

La mia famiglia era formata dal ramo paterno da liberali e non credenti,e quello materno da cristiani unitariani favorevoli al progresso tecnologico e scientifico

Biografia

Nel 1831 mi imbarcai come naturalista senza stipendio sul veliero Beagle. Resterò sul veliero, in rotta di studio, per cinque anni, compiendo un gran numero di osservazioni sulla flora, la fauna e le formazioni geologiche di tutto il mondo. Una volta tornato in Inghilterra, pubblicai, nel 1839, un resoconto di quest’avventura con il titolo Viaggio di un naturalista intorno al mondo e ricava dalle sue osservazioni le prime pubblicazioni scientifiche

Una grande dote: OSSERVARE

Si trattò di un viaggio scientifico intorno al mondo durato cinque anni (1831-1836) durante il quale lavorai sviluppando straordinarie doti di osservazione e analisi (“Il mio successo come uomo di scienza, qualunque esso sia stato, è dovuto, mi sembra, a diverse e complesse qualità e condizioni intellettuali. Le più importanti […] gran diligenza nell’osservare e raccogliere dati di fatto”).

Il mio lungo viaggio.

Esperienze sul campo

Tra le altre cose, collaborai alla revisione dei testi prodotti con annotazioni e consigli, mi aiutò nelle relazioni con i colleghi di altre nazionalità grazie alla sua ampia conoscenza linguistica

Matrimonio

Il 29 gennaio 1839 nella chiesa di St. Peter a Maer, sposai Emma Wedgwood, mia cugina di primo grado. Emma, di notevole spessore intellettuale e di elevata cultura, costituì per me un punto di riferimento continuativo e costante

Influenze culturali

Thomas Robert Malthus

Per quanto rapidamente crescano i mezzi di produzione e di sostentamento, le popolazioni umane crescono più in fretta; quindi, è inevitabile che i mezzi per sopravvivere finiscano per scarseggiare

SAGGIO SULLA POPOLAZIONE

Opere personali

La variazione degli animali e delle piante allo stato domestico

Espressione delle emozioni nell’uomo e negli animali

La discendenza dell’uomo

L’origine della specie

Teoria evolutiva

Selezione naturale

Paleontologia

Evoluzionismo v/s Creazionismo

Nell opera Sull’origine delle specie, propongo una spiegazione rivoluzionaria, quale l’enorme varietà delle forme degli organismi viventi

La selezione naturale, concetto introdotto da Charles Darwin nel 1859 nel libro L'origine delle specie

Cito spesso fossili trovati e con grande lucidità, discuto degli rinvenimenti precorrendo molti concetti oggi ovvi per un paleontologo

Perchè oggi studiamo l'evoluzionismo a scuola?

FAKE NEWS

SELEZIONE NATURALE

C.R. DARWIN

"Ho chiamato il principo secondo il quale ogni minima variazione viene mantenuta, se è utile, col termine selezione naturale"

tipi si selezione naturale

a seconda della frequenza con cui si manifestano i DIVERSI FENOTIPI

• s.n. direzionale• s.n. divergente o disruptiva • s.n. stabilizzante

SELEZIONE ARTIFICIALE

SELEZIONE SESSUALE

accoppiamenti delettivi operati dall'uomo su specie animali e vegetali con particolari fini

scelta di un partner riproduttivo in base ai caratteri sessuali secondari

+info

+info

DIFFERENZE selezione NATURALE e ARTIFICIALE

tabella di confronto

ESEMPIO:

BISTON BETULARIA

prima del 185099%:

dopo aumento dello smog causato dall'uomo:

sessi facilmente distinguibili

SELEZIONE SESSUALE

In molti animali i sessi sono facilmente distinguibili sulla base di caratteri somatici extragonadici. I più vistosi comprendono l’apparato genitale e i caratteri morfologici extragenitali come la criniera del leone, lo sperone del gallo, il piumaggio di molti uccelli, la presenza di corna nei maschi o le dimensioni corporee

Il successo riproduttivo di un individuo è influenzato in grande misura anche dai rapporti, intraspecifici, che ogni adulto intrattiene con i potenziali partner dell’altro sesso

TEORIE SUL DIMORFISMO SESSUALE

Darwin

Ronald Fisher

Alfred R. Wallace

Atmotz Zahavi

coautore della selezione naturale

selezione:- INTRASESSUALE- INTERSESSUALE

caratteristiche che spesso diventano ostacoli, scelta sulla qualità

equilibrio tra le due teorie: le femmine titengono attraenti i maschi ornati

rifiuta la teoria della selezione intersessuale

EVOLUZIONISMO

DEFINIZIONE

La teoria dell'evoluzione per selezione naturale si basa su tre principi:

/e·vo·lu·zio·nì·ṣmo/ sostantivo maschile L'insieme delle teorie filosofiche e scientifiche che ammettono la mutazione delle specie viventi da forme primitive e rudimentali verso forme più complesse, escludendo da tale processo qualsiasi intervento creazionistico o comunque metafisico.

• variabilità fenotipica
• ereditabile
• adeguatezza biologica differenziale.

+ RESISTENZA ANTIBIOTICI

spiegare l'evoluzione

o PARTICOLARMENTE Dottrina che postula l'ineluttabilità dell'evoluzione culturale dei gruppi umani dallo stato di natura alla civiltà, che avverrebbe secondo modalità fisse e inevitabili.

IL CASO DELLE GIRAFFE:

LE BASI MOLECOLARI DELL'EREDITARIETÀ

Lo studio del "fattore di trasformazione nel '900

All’inizio del ‘900 i genetisti molecolari avevano già stabilito una relazione fra i geni e i cromosomi, ma ancora non sapevano del ruolo centrale del DNA.

La scoperta dell’esistenza del materiale ereditario risale al 1869, quando Friedrich Miescher identificò una sostanza contenuta nei nuclei dei globuli bianchi, che chiamò nucleina

Prima di scoprire ed accettare che i cromosomi fossero composti da DNA e proteine, gli scienziati presupponevano che il materiale genetico dovesse: 1. essere presente in quantità differenti a seconda della specie; 2. avere la capacità di replicarsi; 3. agire all’interno della cellula regolandone lo sviluppo.

Nel 1928 il medico inglese Fredrerick Griffith studiava il batterio pneumococco o Streptococcus pneumoniae, uno degli agenti che causa la polmonite umana; egli voleva sviluppare un vaccino contro questa malattia. Griffith lavorava con due diversi ceppi di pneumococco: • Il ceppo S (smooth, cioè liscio) costituito da cellule che producevano colonie a superficie liscia, e che iniettate in topi si riproducevano e provocavano la polmonite: il ceppo era virulento; • Il ceppo R (rough, cioè «ruvido») era costituito da cellule che producevano colonie a superficie irregolare. Queste cellule, prive di una capsula protettiva non erano virulente

Griffith iniettò in alcuni topi degli pneumococchi S uccisi dal calore e osservò che i batteri erano incapaci di produrre l’infezione. Poi somministrò a un altro gruppo di topi una miscela di batteri R vivi e S uccisi, vide che gli animali contraevano la polmonite e morivano.

In conclusione, il fattore di trasformazione, cioè una sostanza estratta da pneumococchi S morti poteva agire sulle cellule R, provocando un cambiamento ereditario. Rimaneva solo da individuare la natura chimica della sostanza.

Nel 1944 il medico canadese Oswald Avery e i suoi collaboratori fornirono per la prima volta una prova evidente che il fattore di trascrizione fosse costituito da DNA. Svolsero due tipi di esperimenti:

1. di eliminazione: conclusero che se si distruggeva il DNA del campione, l’attività di trasformazione terminava; ma ciò non avveniva quando si distruggevano le proteine, i carboidrati o i lipidi.
2. di conferma: isolarono del DNA puro da un campione che conteneva il fattore di trasformazione e dimostrarono che esso provocava la trasformazione batterica.

L’esperimento che provò definitivamente che si trattasse del DNA fu condotto nel 1952 dagli scienziati statunitensi Alfred Hershey e Martha Chase. Essi lavorarono con i batteriofagi, dei parassiti endo cellulari che infettano i batteri, utilizzarono il fago T2. .

In conclusione dimostrarono che a trasferirsi nei batteri era il DNA ed era questa la sostanza capace di modificare il programma genetico della cellula batterica

Il DNA e la sua struttura

gruppo fosfato 5'

Si riuscì a decifrare la struttura del DNA grazie alla cristallografia a raggi X, un metodo di indagine utilizzato per stabilire la struttura di macromolecole e sviluppato dal biofisico Maurice Wilkins.

basi azotate

legami a idrogeno

catena polinucleotidica

Nel 1951 la biofisica inglese Rosalind Franklin utilizzò questo metodo per studiare come fossero disposti gli atomi che formavano il DNA esaminandone dei campioni; giunse alla conclusione che la molecola di DNA fosse a forma di elica.

basi azotate

catena polinucletidica

gruppo fosfato 3'

Nel 1953 furono Watson e Crick a costruire modelli tridimensionalimettendo insieme in un unico modello coerente tutto ciò che fino a quel momento era stato scoperto riguardo alla struttura del DNA

Trascrizione del DNA

Duplicazione del DNA

Traduzione dell'RNA

La duplicazione del DNA avviene con un meccanismo definito semiconservativo poiché ogni filamento costituisce lo stampo per un filamento complementare ad esso e In tal modo da una molecola di DNA si formano due nuove molecole, uguali tra loro ed uguali alla doppia elica di partenza.

Poiché il DNA è racchiuso nel nucleo, è necessario un mediatore tra il nucleo e il citoplasma, dove vengono sintetizzate le proteine , cioè l'RNA.

Ltraduzione si divide a sua volta in:

1. Inizio: i tRNA portano i singoli amminoacidi ai ribosomi; il primo amminoacido è sempre la metionina che corrisponde ai primi 3nucleotidi che entrano sono A,U,G .
2. Allungamento: il mRNA scorre e in corrispondenza di ogni tripletta un tRNA porta un amminoacido. che vengono legati tra loro
3. Terminazione: gli ultimi tre nucleotidi del mRNA sono U,G,A a cui non corrisponde nessun tRNA e nessun amminoacido. Qui i termina la sintesi; la catena di amminoacidi si stacca dal ribosomi e costituisce la struttura primaria della proteina che in seguito acquista la sua struttura finale.

All’inizio di questa fase la doppia catena del DNA si apre da un punto detto “inizio” , cioè la sequenza di riconoscimento da parte dell’RNA polimerasi detta codone di inizio (AUG) e il TATA box, a un punto detto di “terminazione”, cioè i tre codoni di stop (UAA, UAG, UGA). Successivamente un enzima detto RNA polimerasi porta in corrispondenza ai nucleotidi di una delle due catene di DNA, i nucleotidi complementari e li lega insieme, (A si lega con T e C con G). Nell’RNA al posto della T c’è la U.

La duplicazione del DNA comprende due fasi: 1. la doppia elica di DNA si despiralizza (si separano i due filamenti) tramite l'elicasi (enzima che svolge la doppia elica); 2. i nuovi nucleotidi si uniscono con legami fosfodiesterici; la formazione dei legami è catalizzata dalla DNA polimerasi. Il filamento stampo interagisce con un complesso di duplicazione che catalizza le reazioni necessarie affinché il processo avvenga correttamente.

+info

La filogenetica

Le informazioni contenute nel DNA per studiare l’evoluzione degli organismi e la loro filogenesi, cioè il processo di ramificazione delle linee di discendenza nell'evoluzione della vita. Infatti i genetisti sulla base delle diverse mutazioni presenti in geni estremamente conservati tra gli organismi (otramite algoritmi comparativi bioinformatici) ricostruiscono alberi filogenetici che descrivono l'evoluzione di specie molto diverse tra loro.

Le malattie genetiche

La variabilità genetica tra gli individui nasce da mutazioni del DNA casuali e spontanee che l’ambiente seleziona nel tempo. Tuttavia, oltre al beneficio della variabilità genetica, possono comportare anche l’insorgenza di malattie o disfunzioni dell’organismo. Distinguiamo molecolarmente tre tipi di mutazioni:

1. puntiformi: sono mutazioni di una singola coppia di basi e quindi riguardano solo un gene: un allele( dominante) si trasforma in un altro allele (recessivo) e causa un’alterazione di un nucleotide che con la duplicazione diventerà una coppia di basi mutate; 2. cromosomiche: sono alterazioni che riguardano un segmento di DNA che può subire un cambiamento di posizione o di orientamento senza perdere l'informazione genetica, oppure può essere irreversibilmente eliminato; 3. del cariotipo: riguardano il numero di cromosomi presenti nell’individuo, che possono essere più o meno rispetto alla norma.

I virus e l'importanza nella terapia genica

I virus sono i più piccoli tra i soggetti della biologia, anche se non vengono considerati veri e propri viventi poichè non hanno una vita autonoma, non sriescono a trasformare il cibo attraverso il metabolismo, non si riproducono da soli e non possiedono i ribosomi, cioè le piccole componenti cellulari che producono le proteine. Quindi hanno bisogno di altre cellule, come batteri ed eucarioti, nelle quali entrano con metodi diversi; sono parassiti obbligati.

La terapia genica è un sistema di ricerca che nacque negli anni Ottanta e che oggi inizia a dare i suoi risultati su malattie come le immunodeficienze severe combinate (SCID), la sindrome di Wiskott-Aldrich, la leucodistrofia metacromatica. Questa terapia può essere utilizzata somministrando dei virus modificati direttamente nel paziente, oppure si possono prelevare da quest'iltimo delle cellule, «correggerle» in laboratorio per poi reinserirle nel soggetto.

Infatti i virus (possono rivelarsi preziosi per due strategie terapeutiche:

1. in caso di malattie in cui sia essenziale sostituire un gene difettoso;
2. in malattie dove sia necessario aggiungere uno o più geni che possano mettere in moto un meccanismo utile alla cura, come nel caso dei tumori o dell’infezione da Hiv.

I virus pensati come vettori efficaci per introdurre questi geni all’interno delle cellule desiderate sono:: i retrovirus, i lentivirus, gli adenovirus e gli Herpesvirus; ciascuno con capacità ed efficienza diversa a seconda del tipo di cellule e degli organi presi di mira

“Questions are the lifeblood of the sciences. It is the act of raising questions that moves our work forward”. “Le domande sono la linfa vitale della scienza. È ponendo delle domande che progrediamo” . (prof.ssa Aoife McLysaght del Trinity College di Dublino, in Irlanda)

LA PAELONTOLOGIA

I fossili sono tracce o resti di organismi, animali o vegetali, vissuti in tempi remoti

Questi resti, attraverso una serie di processi, si sono conservati nella roccia e sono giunti fino a noi

La fossilizzazione è un fenomeno molto complesso, tanto che esiste una scienza, la tafonomia, che studia tutte le fasi che portano alla formazione di un fossile.

IL PROCESSO DI FOSSILIZZAZIONE

Quando Darwin formulò la sua teoria, avevano a disposizione poche realtà oggettive essenziali: la diversità degli esseri viventi, alcune similitudini tra gli esseri viventi, pochissimi fossili e mal catalogati.

La TDE formulata da Darwin era un modello che spiegava agevolmente tutti i fatti osservati ed osservabili, ma, in più di un secolo, siamo entrati in possesso di osservazioni e conoscenze enormemente superiori.

OGGI conosciamo la genetica, sappiamo come il codice genetico viene replicato e quali complessità siano alla sua base, disponiamo di un gran numero di fossili, abbiamo catalogato molte più specie animali.

Quindi, avendo molte prove fossili, dobbiamo valutare se il modello della TDE sia in armonia con i fossili che possiamo osservare...

Naturalisti ed ultradarwinisti

La scienza in questo secolo e mezzo non è stata certo ferma, ma l’opera di Darwin è stata oggetto di numerosi studi e revisioni. Pur essendo gli studiosi concordi sui principi generali, in realtà le visioni sulla TDE sono, in certuni casi, drammaticamente differenti. Due sono le scuole di pensiero dominanti: Naturalisti e Ultradarwinisti.

Per i naturalisti l’evoluzione è sostanzialmente basata su lunghi periodi di stasi, ove alle specie esistenti non si applica nessun acccenno di evoluzione, associati a repentine e brevi spinte evolutive, per cui le nuove specie compaiono improvvisamente e velocemente. Tutto questo in contrasto con Darwin che vedeva la nascita di una nuova specie sempre graduale. Dall’altra parte gli ultradarwinisti, come dice il nome, sono dei fedelissimi delle teorie Darwiniste,

LA LETTURA DELL'ALBERO EVOLUTIVO

La paleontologia è una disciplina chiave per la lettura dell’albero evolutivo della vita: Darwin citò spesso fossili da lui trovati nelle località visitate durante il suo viaggio intorno al mondo e, con grande lucidità, discusse i suoi rinvenimenti precorrendo molti concetti oggi ovvi per un paleontologo.

Darwin fu colpito anche dal solo dente ricurvo di un cavallo rinvenuto in uno strato del Pleistocene della pampa tra Buenos Aires e Santa Fé, in Argentina.

L’osservazione dell'ambiente e delle comunità biologiche gli fu essenziale per ipotizzare il comportamento di organismi fossili, per individuare siti adatti alla fossilizzazione e per stabilire se un fossile trovato in una roccia fosse vissuto nell’ambiente in cui questa si era formata.

LA SITUAZIONE IN ITALIA

Circa il 25% della popolazione italiana ritiene che la Bibbia riporta la vera parola di Dio e va presa alla lettera. La percentuale scende sotto il 10% tra diplomati e laureati, ma sale oltre il 50% tra coloro che non possiedono nemmeno il titolo di studio elementare

Pietro Cerullo promosse una “Settimana antievoluzionistica" che susscitò molti commenti

Il decreto legislativo del 19 febbraio 2004, con cui il governo cancellava dai programmi d’insegnamento delle scuole medie ogni riferimento alle teorie evoluzionistiche fu criticato da diversi scienziati, anche cattolici, che si schierarono contro la decisione. Il ministro Moratti fu costretto a nominare una commissione di saggi presieduta da Rita Levi Montalcini

Quasi un anno dopo la commissione fornì il proprio parere chiedendo che il darwinismo fosse reinserito tra gli argomenti di studio

UN DIBATTITO SEMPRE ACCESO...

Il dibattito di cui oggi vogliamo rendervi partecipi riguarda due tesi: il creazionismo e l’evoluzionismo. Si tratta di due teorie sulle origini della vita, della terra, dell’universo e dell’umanità.

Il creazionismo è la credenza secondo la quale l’Universo, la Terra e tutti gli organismi viventi nascono da atti specifici di creazione divina, così come riportato nella Bibbia, e non da processi naturali come l’evoluzione.

L'evoluzionismo è la teoria del cambiamento graduale ma che con il trascorrere degli anni tende ad accumularsi fino a portare alla trasformazione radicale di una specie o, addirittura, all’emergenza di una nuova specie.

EVOLUZIONISMO

All’interno della teoria evoluzionistica è possibile però fare una suddivisione, che risulterà molto importante per la questione dell’esistenza di Dio e anche per quella della spiritualità dell’uomo.

EVOLUZIONISMO RADICALE

EVOLUZIONISMO MODERATO

la materia è increata e tutto scaturisce per evoluzione da essa. Tutto è frutto della casualità. Le uniche leggi dell’evoluzione di questa materia sarebbero nel suo interno e non fuori di essa.

Charles Darwin ha dimostrato che il motore fondamentale dell’evoluzione della vita sulla Terra è la selezione naturale...

Non afferma la non creazione della materia. Tutto avrebbe origine da Dio, nel senso che Egli avrebbe avviato il processo, che, a sua volta, mostrerebbe un finalismo al suo interno.

LA TEORIA DI DARWIN

• La vita nasce casualmente dalla non-vita.
• L’uomo attuale proviene, da antichissimi individui sub-umani non intelligenti.
• Le cause di tale evoluzione sono le mutazioni genetiche che si verificherebbero per puro caso in ogni vivente e la selezione naturale di quegli individui le cui mutazioni riescono ad adattarsi meglio delle altre all’ambiente in cui vivono.

Tale evoluzionismo radicale sembra essere stato smentito

SUL PIANO BIOLOGICO

SUL PIANO FILOSOFICO

SUL PIANO FISICO

SUL PIANO PALEONTOLOGICO

"Non è la specie più forte o la più intelligente a sopravvivere, ma quella che si adatta meglio al cambiamento"

CREAZIONISMO

Coloro che abbracciano questa credenza prendono come riferimento quanto scritto nei testi sacri, dandone una propria interpretazione.

CORANO

QUARTO LIBRO DEI VEDA

SECONDO LIBRO DEI MACCABEI

GENESI

PRIMO CAPITOLO DEL QUARTO CONCILIO LATERANENSE

Monkey Trialil processo della scimmia

Altre religioni non credono in nessun Dio ma professano discipline trascendentali basate sulla meditazione come la New Age e le religioni naturali.

la posizione della Chiesa Cattolica

ANASSIMANDRO

gli uomini discendono dai pesci

Non tutti gli uomini sono stati prigionieri di questi miti

LUCREZIO

tutto è causato dal divenire della natura stessa

EVOLUZIONISMO v/s CREAZIONISMO

Nel 1900 alcuni studiosi americani hanno elaborato la teoria “del disegno intelligente”, che ritengono sia una teoria scientifica alla quale,nelle scuole si dovrebbe dedicare lo stesso numero di ore destinate allo studio dell’evoluzionismo

L’evoluzione esiste ma ma tutto sarebbe orientato per realizzare un disegno predeterminato da un Progettista in cui si può ravvisare la divinità

Quando l’evoluzionismo può essere accettato dal creazionismo?

Fenomeni biologici più importanti per i quali dobbiamo trovare una spiegazione scientifica

ENORME VARIETÀ DI ORGANISMI VIVENTI

ADATTAMENTO

IN OGNI ANGOLO SPERDUTO DELLA TERRA SI TROVA QUALCHE FORMA DI VITA

“Darwin si è sbagliato su molte cose e le sue ipotesi sono state riviste e corrette. Come ogni teoria scientifica anche l’evoluzionismo è in continua trasformazione.” (Telmo Pievani)