L'EVOLUZIONE

EVOLUZIONE

Di Ceravolo Viola 3F

INIZIAMO!

INDICE

6. Il processo evolutivo dei primati

7. Gli Australopitechi

8. Compare il genere Homo

1. Il mistero dei misteri

9. L'uomo moderno

2. Gli organismi evolvono

10. Domanda interattiva

3. L'evoluzione dei viventi secondo Darwin

4. L'origine delle specie per selezione naturale

5. Le prove dell'evoluzione

IL MISTERO DEI MISTERI

Nell'Ottocento, l'origine delle molte specie sulla Terra era ancora un "mistero dei misteri" per i naturalisti. Aristotele, nel III secolo a.C., propose la teoria della fissità delle specie, posizionandole sopra la scala naturale. Con la diffusione del Cristianesimo, il creazionismo confermò che gli esseri viventi erano stati creati nello stesso momento e luogo secondo la Bibbia. Carlo Linneo, inventore del sistema di classificazione nel 1730, era un creazionista, ma alcuni scienziati iniziarono a dubitare. I viaggiatori portavano nuove specie in Europa, suggerendo una creazione in più luoghi. I fossili nelle rocce indicavano forme antiche diverse, suggerendo trasformazioni nel tempo. Georges Cuvier propose il catastrofismo: la Creazione avvenne, ma catastrofi, come il Diluvio, provocarono la scomparsa di molte specie, sostituite da altre provenienti da luoghi remoti.

Gli organismi evolvono

Nel 1809, Jean Baptiste Lamarck propose l'idea che le attuali specie, compresa quella umana, si evolvessero da forme di vita precedenti. Secondo la sua teoria, gli esseri viventi più semplici sarebbero nati per generazione spontanea dalla materia inerte, evolvendosi in organismi sempre più complessi in risposta ai cambiamenti ambientali. Lamarck sostenne che:

• Ogni essere vivente ha un "bisogno" interno che lo spinge a modificare parti del corpo nella struttura e nelle funzioni per adattarsi all'ambiente.
• L'uso continuo o la mancanza di utilizzo di un organo porta a modifiche, e queste modifiche acquisite durante la vita possono essere ereditate.

Utilizzò l'esempio del collo lungo della giraffa per illustrare il concetto: le giraffe avrebbero allungato il collo per raggiungere le foglioline sugli alberi alti, trasmettendo questa caratteristica alle generazioni successive. La teoria di Lamarck, sebbene abbia introdotto l'idea di evoluzione per adattamento ambientale, è stata successivamente superata dalla teoria dell'evoluzione di Darwin basata sulla selezione naturale.

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L'evoluzione dei viventi secondo darwin

La teoria di Darwin si basa su tre osservazioni chiave:

• Riproduzione e sopravvivenza: Gli esseri viventi producono più discendenti di quelli che possono sopravvivere, creando una competizione per la sopravvivenza.

• Variabilità ereditabile: Individui di una stessa specie presentano variazioni ereditabili, anche minime. Ad esempio, fiori di margherita possono variare nel numero dei petali o nell'altezza del fusto.

• Competizione per la sopravvivenza: Gli organismi di una specie sono in competizione per risorse vitali come il cibo, il territorio e i partner per la riproduzione.

La teoria dell'evoluzione di Darwin, basata sulla selezione naturale, ha rivoluzionato la comprensione dell'adattamento e della diversificazione delle specie nel corso del tempo.

Charles Darwin, nato nel 1809, ha rivoluzionato la spiegazione dell'origine delle specie. Inizialmente orientato agli studi di medicina, Darwin si è poi dedicato alla naturalistica. A 22 anni, fu invitato a partecipare a una spedizione scientifica sulla nave Beagle, esplorando le coste dei continenti meridionali tra il 1831 e il 1836. Durante il viaggio, ha raccolto numerosi campioni di piante e animali e ha notato adattamenti simili in organismi di continenti diversi. Influenzato dal libro di Charles Lyell, Darwin ha adottato l'ipotesi dell'attualismo, suggerendo che la Terra sia stata trasformata nel corso di milioni di anni dalle forze attuali come venti, piogge, terremoti e vulcani. I fossili che assomigliavano a organismi attuali indicavano cambiamenti graduati, non catastrofici. Darwin ha lavorato su queste idee per 20 anni, pubblicando nel 1859 "L'origine delle specie per selezione naturale".

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L'origine della specie per selezione naturale

• Isolamento riproduttivo: Nel corso del tempo, le differenze accumulate diventano tali che gli individui isolati non possono più incrociarsi e produrre figli fecondi con quelli della popolazione originaria, formando così una nuova specie.

Durante il viaggio con il Beagle, Darwin fu colpito dalla fauna delle isole Galapagos, che mostrava specie simili ma diverse tra le varie isole. Osservò fringuelli con becchi adatti a diete specifiche. Secondo Darwin, una nuova specie si origina da una progenitrice attraverso cambiamenti graduali in un tempo lunghissimo. Questo avviene quando:

• Barriera geografica: Una barriera, come un oceano o una catena montuosa, separa alcuni individui di una specie dalla restante popolazione, impedendo il contatto.
• Nuovo ambiente: Il nuovo ambiente offre risorse e habitat diversi da quelli originali, senza concorrenti per tali risorse.
• Variabilità: La popolazione isolata presenta variabilità e alcuni individui sviluppano caratteristiche adatte al nuovo ambiente.
• Accumulo di caratteristiche vantaggiose: Le caratteristiche vantaggiose dovute a mutazioni si accumulano nei più adatti, diventando la maggioranza.

Le prove dell'evoluzione

• Coevoluzione: Come tra fiori e insetti impollinatori, dimostra l'adattamento reciproco.
• Somiglianze nel DNA: Rivelano legami di parentela fra le specie.

L'evoluzione è evidente anche attraverso processi come la resistenza agli antibiotici nei batteri, l'evoluzione rapida dei virus, e la resistenza agli insetticidi negli insetti nocivi. La teoria dell'evoluzione è stata rivoluzionaria e, nonostante iniziali opposizioni, ha contribuito in modo significativo allo sviluppo della biologia moderna. La sua importanza risiede nella comprensione che tutti gli esseri viventi sono legati da un processo evolutivo, consentendo applicazioni in medicina e la comprensione condivisa dei meccanismi biologici.

Secondo la teoria di Darwin, l'evoluzione non segue un disegno preordinato, ma è governata dal caso, con mutazioni casuali che aumentano la variabilità di una popolazione e nuovi tratti vantaggiosi che possono emergere per caso. Numerose prove sostengono l'evoluzione come un processo reale e ancora in corso:

• Fossili: Dimostrano l'evoluzione da esseri viventi primitivi a forme più complesse attraverso 3,8 miliardi di anni.
• Fossili viventi: Specie attuali conservano caratteristiche di organismi estinti di cui rimangono solo i fossili.
• Strutture omologhe: Mostrano origini comuni di gruppi di organismi, come gli arti dei vertebrati.
• Strutture vestigiali: Organi senza funzione, come le ossa del coccige umano, rivelano l'evoluzione da caratteristiche passate.

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IL PROCESSO evolutivo DEI PRIMATI

I primati svilupparono adattamenti per la vita sugli alberi, come la mano prensile con pollice opponibile, occhi frontali per la visione stereoscopica, buona visione dei colori e una corteccia cerebrale più grande per maggiore intelligenza. Gli ominidi, in particolare gli esseri umani, ereditarono tali caratteristiche e svilupparono l'andatura bipede. A differenza delle scimmie antropomorfe, gli esseri umani presentano braccia più corte, gambe più lunghe e robuste, muscoli glutei più sviluppati, un bacino diverso, una colonna vertebrale curva e un alluce corto per una base d'appoggio solida.

Circa 200 milioni di anni fa, i primi mammiferi comparvero sulla Terra, inizialmente con aspetto simile a tupaie o toporagni. Dopo l'estinzione dei dinosauri, circa 66 milioni di anni fa, i mammiferi si diffusero e alcuni si adattarono alla vita sugli alberi. Intorno a 30 milioni di anni fa, alcuni mammiferi che vivevano sugli alberi diedero origine ai primati, tra cui le scimmie antropomorfe (senza coda), come gibboni, oranghi, gorilla, scimpanzé, e agli ominidi. Questi ultimi includono Australopiteci, Homo precedenti e Homo sapiens

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Gli australopitechi

Gli ominidi appartenenti al genere Australopithecus, vissuti tra 4 e 2 milioni di anni fa, presentavano un cervello simile a quello degli scimpanzé ma con differenze significative nella dentatura e nella forma della mano. La dentatura era priva dei robusti canini delle scimmie antropomorfe, suggerendo una maggiore dipendenza da utensili e armi artificiali. Tra le specie di Australopithecus identificate si trovano Africanus, Robustus e Boisei.

L'ominazione, ovvero la differenziazione della specie umana, avvenne in Africa circa 8 milioni di anni fa a seguito di cambiamenti climatici che trasformarono parte delle foreste in savana. Sebbene inizialmente si pensasse che i primi ominidi comparvero poco più di 4 milioni di anni fa, recenti ritrovamenti indicano specie vissute circa 6 milioni di anni fa e un individuo vissuto 7 milioni di anni fa, anche se non tutti gli studiosi concordano sulla loro appartenenza agli ominidi. Scheletri e impronte rinvenuti in Sudafrica e Africa orientale, datati dai primi decenni del XX secolo, mostrano individui con caratteristiche simili a quelle delle scimmie ma già bipedi. La stazione eretta (capacità di stare in piedi e camminare solo sugli arti inferiori) è tipica degli ominidi, distinguendoli dalle scimmie antropomorfe che si appoggiano anche sulle nocche delle mani. Questo adattamento consentì agli ominidi di compiere spostamenti più lunghi sul terreno, liberando gli arti superiori per prendere e trasportare materiali.

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Compare il genere homo

Il ritrovamento di resti di un individuo vissuto due milioni e mezzo di anni fa, contemporaneamente agli australopiteci, ma con un cervello più grande (650-700 cm3), indicò la presenza dell'Homo habilis. Questo ominide sembrava in grado di comunicare attraverso un primitivo linguaggio articolato e produceva utensili rudimentali. Con Homo habilis inizia l'evoluzione culturale parallela all'evoluzione biologica. Circa due milioni di anni fa comparve Homo erectus, con un cervello ancora più grande (850-1100 cm3), maggiore statura, e postura eretta. Fu il primo a vivere nelle caverne, fabbricare utensili complessi e si attribuisce a lui la scoperta del fuoco. Homo erectus potrebbe essere stato il progenitore dell'uomo moderno, anche se la sua presenza in Asia solleva dibattiti sulla sua diffusione e discendenza.

L'Homo neanderthalensis, noto come uomo di Neanderthal, visse in Europa e Asia da 130,000 fino a 30,000 anni fa, sviluppando un cervello più grande del nostro. Aveva una struttura sociale complessa, linguaggio, e praticava il culto dei morti. La sua scomparsa potrebbe essere stata influenzata da cambiamenti ambientali durante l'ultima glaciazione. L'Homo Neanderthalensis fu sostituito dall'Homo sapiens, l'uomo moderno, che colonizzò il territorio e aveva un avanzato sviluppo culturale.

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Australopiteco

Le tappe dell'evoluzione dell'essere umano

Homo sapiens

Homo neanderthalensis

Homo erectus

Homo habilis

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Australopiteco

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l'uomo moderno

Questo cambiamento comportò la stabilità nelle abitazioni, la formazione di villaggi e, successivamente, città. Gli agricoltori erano stanziali e potevano coltivare il terreno e allevare animali, portando a una nuova forma di vita con comunità organizzate, villaggi più grandi e città. Questo stile di vita favorì lo sviluppo di lingue comuni, l'origine della scrittura e l'inizio delle civiltà, segnando l'inizio della storia.

L'Homo sapiens, l'uomo attuale, potrebbe discendere da antiche specie europee di Homo secondo alcuni studiosi, mentre altri sostengono che si sia evoluto in Africa circa 200,000 anni fa, migrando successivamente nel resto del mondo e sostituendo le popolazioni residenti. Gli uomini di Cro Magnon, i primi uomini moderni in Europa circa 35,000 anni fa, vivevano nelle caverne, erano cacciatori-raccoglitori con una divisione dei ruoli tra uomini e donne. Realizzavano utensili sofisticati e lasciarono opere d'arte nelle caverne, spesso raffiguranti animali. Tra gli 11,000 e i 9,000 anni fa, alcuni gruppi umani abbandonarono la caccia e la raccolta per diventare agricoltori e allevatori, compiendo un passo fondamentale.

DOMANDA

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Charles Darwin propose l'idea rivoluzionaria della selezione naturale come spiegazione per l'evoluzione delle specie. Se gli individui di una specie presentano variazioni, quelli con caratteri vantaggiosi alla sopravvivenza hanno maggiori probabilità di sopravvivere, riprodursi e trasmettere tali caratteristiche alle generazioni future. La selezione naturale favorisce l'adattamento all'ambiente, portando alla prevalenza di individui con caratteristiche adatte e all'eventuale scomparsa di quelli svantaggiosi. Questo processo di adattamento nel corso di milioni di anni ha portato a profonde modifiche nelle forme di vita, spiegando la diversità attuale rispetto al passato. La teoria di Darwin sostiene che tutti gli organismi attuali discendano da esseri viventi comparsi miliardi di anni fa, attraverso una catena ininterrotta di genitori e figli, spiegando le somiglianze tra le diverse specie come membri di una grande famiglia evolutiva.