H. Curtis, N.S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Invito alla...2 Capitolo 6 Darwin e l’evoluzione delle specie Lezione 1. Le prime teorie evoluzionistiche Lezione 2. Le prove a favore
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H. Curtis, N.S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini
Curtis et al., Invito alla biologia.azzurro © Zanichelli editore 2020
Invito alla biologia.azzurro
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Capitolo 6 Darwin e l’evoluzione delle specie
Lezione 1. Le prime teorie evoluzionistiche Lezione 2. Le prove a favore dell’evoluzione Lezione 3. Evoluzione, selezione e speciazione Lezione 4. In passato sono vissute diverse specie umane
Curtis et al., Invito alla biologia.azzurro © Zanichelli editore 2020
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Jean-Baptiste de Lamarck è considerato il primo scienziato europeo ad aver elaborato una teoria sull’evoluzione.
Jean-Baptiste de Lamarck
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Secondo Lamarck:
• gli organi degli animali si sviluppano più o meno in
base al loro uso o disuso;
• i cambiamenti si possono trasmettere dai genitori ai figli
(principio dell’ereditarietà dei caratteri acquisiti).
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Charles Darwin
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Nel 1831 Charles Darwin si imbarca sul Beagle e intraprende una spedizione di 5 anni.
Sull’arcipelago delle Galápagos Darwin osservò le relazioni tra le popolazioni delle
diverse isole.
Queste osservazioni
furono fondamentali per
lo sviluppo della sua
teoria evolutiva.
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La teoria evolutiva di Darwin Darwin basò la sua teoria evolutiva sul concetto di
selezione naturale, il meccanismo attraverso il quale: • gli individui con caratteri ereditari favorevoli sopravvivono
e si riproducono;
• gli individui con caratteri ereditari sfavorevoli vengono eliminati.
Questa selezione è operata
dall’ambiente.
Il fattore su cui agisce la selezione
è la variabilità esistente all’interno di una popolazione.
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La teoria evolutiva di Darwin
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Nel 1859 Darwin pubblicò la sua teoria evolutiva nel saggio
«L’origine delle specie»:
• gli organismi ne generano altri con caratteristiche simili; • spesso, il numero di individui che sopravvivono e si
riproducono è basso rispetto alle nascite;
• gli individui di una popolazione presentano differenze, alcune delle quali favorevoli alla sopravvivenza;
• sulle popolazioni agisce il processo di selezione naturale; • con il tempo la selezione naturale porta alla comparsa di
nuove specie.
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FISSA I CONCETTI • Perché Lamarck è considerato il primo scienziato
europeo ad aver elaborato una teoria sull’evoluzione?
• Quale errore è contenuto nella teoria evolutiva di Lamarck?
• Elenca i principali punti della teoria evolutiva elaborata da Darwin.
• Metti a confronto le teorie evolutive di Lamarck e Darwin evidenziandone similitudini e differenze.
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I processi evolutivi I processi evolutivi generalmente sono lenti e graduali e
avvengono su larga scala: in questo caso si parla di
macroevoluzione.
I fenomeni evolutivi che avvengono su piccola scala e si
concludono in tempi geologicamente brevi sono noti come
microevoluzione.
La selezione artificiale operata dall’uomo è un processo analogo che dà luogo a razze (animali) e varietà (vegetali)
nuove.
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La resistenza agli insetticidi Lo sviluppo della resistenza agli insetticidi è un tipo di cambiamento evolutivo osservabile direttamente.
L’uso di insetticidi provoca l’aumento di insetti resistenti.
Gli insetticidi devono quindi essere continuamente sostituiti
con altri più efficaci.
Un esempio è dato dal DDT, largamente utilizzato ma in seguito abbandonato anche per la sua persistenza
nell’ambiente e la sua elevata tossicità.
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Biston betularia e l’inquinamento La falena delle betulle, Biston betularia, è
un altro esempio di microevoluzione:
• Le falene che sfuggono più facilmente ai predatori sono quelle che si mimetizzano
meglio sul tronco della betulla.
• L’inquinamento dovuto all’industrializzazione ha determinato l’annerimento dei tronchi.
• Le falene scure, normalmente rare, sono diventate la forma dominante nelle
aree industriali.
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I fossili I fossili sono un’altra prova a favore dell’evoluzione.
• Possono rivelare la successione delle forme di vita dagli organismi più semplici, negli strati rocciosi più antichi, agli
organismi più complessi, negli strati più recenti.
• Rivelano la relazione esistente tra le specie attuali e le specie
estinte.
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Le strutture omologhe Le strutture omologhe sono strutture anatomiche che si sono evolute in specie diverse e, pur svolgendo funzioni differenti,
hanno mantenuto le stesse caratteristiche strutturali.
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FISSA I CONCETTI • Cosa si intende per macroevoluzione e
microevoluzione?
• Fai un esempio di microevoluzione.
• In quali modi i fossili forniscono una prova dell’evoluzione?
• Definisci cosa si intende per strutture omologhe e fai un esempio di strutture omologhe nei vertebrati.
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I diversi modelli di selezione naturale
In base all’effetto sulla distribuzione delle caratteristiche
all’interno di una popolazione, la selezione naturale può essere:
• stabilizzante • divergente • direzionale • bilanciata • sessuale
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La selezione stabilizzante
In una popolazione, la selezione stabilizzante: • comporta l’eliminazione dei caratteri
estremi;
• favorisce i caratteri intermedi; • tende a ridurre la variabilità
all’interno della specie.
Un esempio di selezione stabilizzante
è dato dal numero di uova deposte
dagli uccelli. Curtis et al., Invito alla biologia.azzurro © Zanichelli editore 2020
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La selezione divergente
In una popolazione, la selezione divergente: • comporta l’eliminazione dei caratteri
intermedi;
• favorisce i caratteri estremi.
Un esempio di selezione divergente è
dato dai salmoni argentati del Pacifico.
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La selezione direzionale In una popolazione, la selezione direzionale comporta un aumento della proporzione di inidividui
con una caratteristica estrema.
Con il passare del tempo questa
caratteristica tenderà a sostituirsi
ad altri caratteri.
Un esempio di selezione direzionale è dato dalla
Biston betularia.
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La selezione bilanciata In una popolazione, la selezione bilanciata: • favorisce più di un fenotipo; • mantiene la variabilità dei caratteri all’interno della
popolazione;
• nel corso delle generazioni può creare una situazione in cui due o più fenotipi coesistono
stabilmente (polimorfismo).
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La selezione sessuale Spesso, i maschi entrano in competizione tra loro per
essere scelti dalla femmina e potersi accoppiare.
La competizione per l’accoppiamento favorisce la
selezione sessuale. Si ritiene che essa sia la principale causa del dimorfismo sessuale, l’insieme delle differenze tra maschi e femmine di una
specie che non riguardano
direttamente la riproduzione.
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Coevoluzione Quando due o più specie si evolvono insieme si parla di
coevoluzione. La coevoluzione si verifica quando
una specie dipende fortemente da
un’altra per la propria
sopravvivenza.
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Evoluzione e speciazione • Una specie è costituita da un gruppo di individui in grado
di riprodursi tra loro generando prole fertile.
• Se una popolazione resta isolata dalle altre dal punto di vista riproduttivo, comincia ad evolversi
indipendentemente, talvolta accumulando un numero di
cambiamenti tale da trasformarsi in una nuova specie.
• Il processo che porta alla comparsa di una nuova specie è detto speciazione.
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I diversi modelli di evoluzione • Quando la selezione naturale porta alla formazione di
specie che si assomigliano pur non essendo imparentate,
si parla di evoluzione convergente.
• Quando una popolazione intraprende un percorso evolutivo separato dalla popolazione d’origine, si parla di
evoluzione divergente.
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I diversi modelli di evoluzione • Il processo che porta alla suddivisione di una linea
evolutiva di organismi in due o più linee distinte è detto
cladogenesi. • Le specie che si sono formate per cladogenesi
discendono da un
antenato comune e
hanno subito una
rapida diversificazione
chiamata
radiazione adattativa.
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FISSA I CONCETTI • Cosa comporta la selezione stabilizzante in una
popolazione? E la selezione divergente?
• Quale effetto ha sul fenotipo la selezione direzionale? E quella bilanciata?
• Quale si pensa sia il processo che causa il dimorfismo sessuale presente in alcune specie?
• Che differenza c’è tra evoluzione convergente e divergente? Cosa si intende invece per coevoluzione?
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I Primati Le scimmie del Nuovo Mondo (Americhe) e del Vecchio
mondo (Africa e Asia) sono mammiferi placentati dell’ordine dei Primati. Ai Primati appartiene la famiglia degli ominidi, di cui fanno parte:
• le grandi scimmie (orango, gorilla, scimpanzé e bonobo);
• gli esseri umani.
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Australopitechi e parantropi Circa 4 milioni di anni fa, un gruppo di ominidi africani
acquisì la postura eretta.
Sono esistite molte specie diverse di ominidi caratterizzate
da postura eretta e bipedismo. I primi ominidi bipedi scoperti sono stati:
• Australopithecus, i cui primi resti furono rinvenuti nel 1925; • Paranthropus, più robusto e con una dentatura adatta a
una dieta vegetariana.
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Il genere Homo I rappresentanti del genere Homo discendono da un
gruppo di australopitecine.
• Il primo ominide del genere Homo ad essere scoperto scoperto fu Homo abilis.
• Homo abilis fu chiamato così per il possibile collegamento con i primi utensili in pietra
(chopper).
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Il genere Homo Da una linea evolutiva di Homo abilis migrata fuori
dall’Africa, sarebbe disceso Homo floresiensis. • Il primo esemplare di Homo floresiensis è stato
rinvenuto nel 2003 nell’isola indonesiana di Flores.
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Il genere Homo Homo ergaster lasciò il continente Africano e si spostò in Asia.
Aveva una dieta più variegata, utilizzava il fuoco e si
estinse circa 1 milione di anni fa.
Diede origine ad altre specie, tra cui:
• Homo erectus • Homo antecessor • Homo heidelbergensis
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Il genere Homo Homo neanderthalensis discende probabilmente da Homo heidelbergensis, che aveva colonizzato l’Europa.
• I primi reperti dell’uomo di Neanderthal risalgono a 200 000 anni fa.
• Era robusto e muscoloso, fabbricava utensili in pietra sofisticati e seppelliva i morti.
• Si diffuse in Europa e parte dell’Asia e si estinse circa
30 000 anni fa.
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Il genere Homo Anche Homo sapiens discende probabilmente da Homo heidelbergensis e attualmente è
l’unica specie umana vivente.
• I più antichi fossili provengono dall’Africa e risalgono a circa 150 000 anni fa.
• Giunsero in Europa circa 40 000 anni fa, dove sono chiamati uomini di Cro-Magnon.
• I Cro-Magnon erano tecnologicamente e culturalmente molto avanzati.
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FISSA I CONCETTI • Quali animali fanno parte degli ominidi?
• A quando risale l’acquisizione della postura eretta da parte di un gruppo di ominidi africani?
• Elenca i principali rappresentanti del genere Homo. Quale fu, tra questi, il primo a fabbricare utensili in
pietra? E a utilizzare il fuoco?
• Da quale specie derivano H. nearderthalensis e H. sapiens? H. neanderthalensis convisse con H. sapiens?
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