PDF Lezione 1: Evoluzione biologica

LEZIONE 1 martedì 1 ottobre 2024 11:04 Zoologia = scienza che studia gli animali (e i protozoi) tenendo conto della loro anatomia, della loro fisiologia (come funzionano), del loro comportamento, della loro evoluzione e di come interagiscono tra di loro e con l'ambiente (interazione ecologica) D...

LEZIONE 1 martedì 1 ottobre 2024 11:04 Zoologia = scienza che studia gli animali (e i protozoi) tenendo conto della loro anatomia, della loro fisiologia (come funzionano), del loro comportamento, della loro evoluzione e di come interagiscono tra di loro e con l'ambiente (interazione ecologica) Definizioni storiche: - Thomas Henry Huxley --> "La zoologia è la storia naturale raccontata attraverso il linguaggio degli animali" - Jean-Baptiste Lamark --> "La zoologia è lo studio della vita in movimento" - Ernst Haeckel --> "La zoologia è la poesia della biologia" Alberi filogenetici = schemi che permettono di ordinare tutti i viventi in base alla storia evolutiva della vita - Secondo l'attuale sistematica esistono 32 phyla ○ a sx gli animali più semplici, a dx gli animali più complessi Sito pikaia.eu Evoluzione - La storia della vita è caratterizzata da un continuo cambiamento - Considerando solo gli animali, le specie oggi conosciute (1,5 milioni) rappresentano solo l'1% di quelle estinte ○ Tra queste solo alcune hanno lasciato testimonianze della loro esistenza = fossili ○ Per fossilizzarsi servono condizioni adeguate, che permettano poi il mantenimento fino ai giorni nostri ○ Una specie invertebrata dura in media 5-10 milioni di anni, i moderni mammiferi invece hanno circa 1-2 milioni di anni - Ogni aspetto della vita è il prodotto di un processo evolutivo, l’evoluzione biologica - Charles Darwin ○ Fu un pensatore che ha contribuito in maniera sostanziale allo sviluppo del pensiero zoologico ○ Capì che le specie si evolvono e riuscì a spiegare il perché, nonostante il livello di approssimazione ○ Nacque nel 1809 in Inghilterra da una famiglia borghese ○ Aveva una grande passione per le scienze naturali --> a 22 anni decise di imbarcarsi sul veliero Beagle su cui viaggiò per circa 5 anni ○ Durante questi anni raccolse moltissimi campioni che studiò successivamente in patria ○ Tornato a Londra trascorse la vita ad elaborare la teoria dell'evoluzione per selezione naturale, tuttavia esitava a pubblicare le sue scoperte per l'impatto che avrebbero avuto sulla società dell'epoca - Alfred Russel Wallace ○ Nacque in Galles da una famiglia umile ○ Si istruì da autodidatta e nel corso della sua vita lavorò come agriversore ○ Sviluppò a sua volta una passione per le scienze naturali, che lo portò nel 1848 a partire per l'Amazzonia dove trascorse 4 anni ○ Di ritorno dall'Inghilterra la sua nave fu soggetta ad un naufragio, da cui si salvò, perdendo però tutti i suoi appunti ○ Nel 1854 intraprende una seconda spedizione nel Sud-est asiatico, dove rimase per 8 anni § Durante questa spedizione arrivò quasi alle stesse conclusioni a cui era giunto Darwin (ancora non note al pubblico) § Dopo un breve scambio epistolare tra i due, nel 1858 Darwin pubblicò un piccolo saggio in cui illustrava brevemente i punti chiave della sua teoria § Un anno dopo Darwin pubblicò la sua opera più famosa "L'origine delle specie" § Per Darwin il mondo vivente non è né costante né ciclico, come si pensava al tempo, ma cambia sempre e con continuità ereditaria dalla vita passata a quella presente --> cambiamento continuo - Lamarck ○ Sviluppò una teoria dell'evoluzione completamente sbagliata, che spianò la via a quella di Darwin ○ Sosteneva ad esempio che una giraffa (inizialmente delle dimensioni di un cavallo) per raggiungere le foglie più alte degli alberi avesse cominciato ad allungare il collo, finendo poi per avere le caratteristiche dimensioni odierne e il collo particolarmente lungo ○ Pensava che l'evoluzione tendesse alla perfezione, modificando fisicamente gli animali per permetter loro di essere più efficienti Teoria darwiniana - Si basa su 5 osservazioni e 3 deduzioni ○ Osservazione 1 § Gli individui hanno grande potenziale riproduttivo, che permette crescita esponenziale delle popolazioni --> tratto dal pensiero di Thomas Maltus ○ Osservazione 2 § Le popolazioni naturali di solito non crescono esponenzialmente, ma si mantengono pressoché costanti nel tempo ○ Osservazione 3 § Le risorse naturali sono limitate ○ Deduzione 1 (derivazione delle prime 3 osservazioni) § Esiste una lotta per la sopravvivenza tra gli individui di una popolazione ○ Osservazione 4 § Vi sono variazioni fra gli individui di una popolazione ○ Osservazione 5 § Le variazioni sono ereditabili ○ Deduzione 2 § Individui diversi mostrano sopravvivenza e capacità riproduttiva differenziate che favoriscono caratteri vantaggiosi = selezione naturale ○ Deduzione 3 § La selezione naturale agendo su molte generazioni, gradualmente produce nuovi adattamenti e nuove specie - Si basa su due concetti chiave: ○ Variazione § Ogni organismo (anche all'interno della stessa specie o popolazione) è diverso da un altro □ Oggi è noto che questo dipenda da geni e mutazioni, ma Darwin non ne era a conoscenza ○ Selezione § Quelle caratteristiche ereditarie che conferiscono un vantaggio da parte della popolazione in termini di sopravvivenza e/o successo riproduttivo hanno maggiore probabilità di passare alla generazione successiva e accumularsi nella popolazione □ La selezione naturale è il principale processo della teoria dell’evoluzione di Darwin. ® Essa spiega l’adattamento. ® Con il termine adattamento si intende qualsiasi caratteristica (anatomica, fisiologica, comportamentale e di sviluppo) di una specie che ne migliori le capacità di sopravvivenza in un determinato ambiente. - Esempio: lepidottero Biston betularia (farfalla) ○ Ha una particolare caratteristica morfologica antipredatoria --> ha un colore molto simile a quello dei licheni di cui si poggia, cosa che le permette di mimetizzarsi ○ Questo è un effetto della selezione naturale ○ Soggetti che, nel corso della storia della specie, hanno sviluppato colori più simili ai licheni, hanno avuto maggiore probabilità di sopravvivere (in quanto non predati) e hanno tramandato questa caratteristica alla progenie ○ Esiste anche un fenotipo scuro della specie, che rimane a frequenze molto basse nella popolazione in quanto facilmente predabile § Tuttavia con l'esplosione industriale avvenuta negli anni '60 in Inghilterra, i licheni scomparvero e i tronchi degli alberi si annerirono § Di conseguenza il fenotipo scuro cominciò ad essere selezionato positivamente, diventando dominante --> invece il fenotipo chiaro, inizialmente dominante, divenne recessivo § Oggi, con la riduzione dell'inquinamento, il fenotipo chiaro è nuovamente preponderante - La selezione naturale può agire su una particolare caratteristica di una specie per migliorarne la funzione biologica --> questa è una forma di adattamento ○ Ad esempio piume e penne, nei progenitori degli uccelli, si sono evolute per favorire termoregolazione ○ Solo in seguito le stesse strutture potrebbero aver acquisito un ruolo come strutture di volo per scopi antipredatori § Questo processo viene definito exaptation --> esazione a compenso □ Una struttura che nasce con uno scopo e che viene trasformata dalla selezione naturale per svolgere un altro ruolo - Un esempio di selezione naturale dove il fattore selettivo è l’uomo. ○ In tutte e 5 le specie di rinoceronte note al mondo si è visto che il rapporto lunghezza del corno e lunghezza del corpo è diminuito negli ultimi 150 anni. ○ E’ plausibile che ciò dipenda dalla caccia alla specie da parte dell'uomo, che predilige individui con corni più grandi.