Darwin, i modelli evolutivi e le basi geniche dell'evoluzione

Materie:	Riassunto
Categoria:	Biologia
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APPUNTI BIOLOGIA
Cap. 19
Darwin e la teoria evolutiva
Darwin nel 1831 salpò per il suo viaggio. Appassionato cacciatore e cavallerizzo.
Salpò con il Beagle un brigantino e viaggiò per fare ricerche di botanica e geologia.
Divenne grazie alle sue teorie l’artefice della teoria evolutiva: non fu il primo a scoprire dell’evoluzione ma raccolse molti dati per la sua tesi
L’evoluzione prima di Darwin
L’idea che un organismo potessero evolversi e dar vita ad altri organismi era nota prima di Aristotele.
Nel XVIII secolo Leclerc fu uno dei primi a ipotizzare dei cambiamenti nel tempo degli organismi. Definiva delle degenerazioni che da un animale primo danno es leoni tigri ghepardi ecc per spiegare la varietà di specie.
Un altro fu Erasmus Darwin (nonno) diceva che glia animali cambiavano con l’ambiente e la progenie ereditava i cambiamenti. Es. Orso polare.
L’età della terra
Le basi della teoria evo. sono più dei geologi che dei biologi.
Hutton nel 1750 circa ipotizzo che la terra si generò da lenti processi graduali,gli stessi che agiscono tutt’ora (vento pioggia ecc).
Teoria detta Attualismo: 1 la terra aveva così una lunga storia. Si credeva 6000 anni ma sono troppo pochi ( le generazioni di Adamo)
2 il cambiamento è il normale corso degli eventi,ma non statico e brusco come un terremoto.
3 sorgevano alternative all’interpretazione della Bibbia.
Le testimonianze fossili
I fossili erano prima collezionati come oggetti risalenti al diluvio biblico.
William Smith fu tra i primi a studiare i fossili,annotava gli ordini dei vari strati rocciosi e collezionava i fossili di ogni strato.
Ogni strato corrispondeva un tipo d fossile,anche se non giunse ad una conclusione ma conseguentemente vi fu la convinzione che la terra si sia format strato dopo strato.
Teoria delle catastrofi
Non ancora in tempo di rivoluzione biologica, Cuvier fu il fondatore della paleontologia dei vertebrati, studio dei fossili dei vertebrati.
Applicava le sue conoscenze alla struttura degli animali e vi associava poi i fossili.
(sapeva la struttura dell’animale da poche ossa)
Fu però un avversario delle teorie evolutive!Diceva che vi erano cambiamenti e quindi animali estinti,ma dovuti a castroni come il diluvio universale. I posti vuoti li prendono nuove specie.
Non sapeva da dove venissero le nuove specie…diceva d luoghi sconosciuti.
Agassiz diceva che se vi erano 50/80 estinzioni vi erano altrettante nuove creazioni.
Le teorie di Lemarck
Il primo scienziato europeo a elaborare una teoria sull’evoluzione (1744 – 1829).
Ipotizzo che tutte le specie (Homo sapiens anche) derivassero da altre specie.
Si interessava degli organismi unicellulari ecc. andando via via ad osservare le varie specie successive e le loro complessità.
Notò che i fossili più vecchi erano più semplici e teorizzò una specie di progressione definita anche evoluzione più 2 principi.
1 ereditarietà dei caratteri acquisiti (non suo ma condiviso al tempo). Si teorizzava che gli organi animali cambiassero a seconda dell’uso e si tramandassero i cambiamenti. Es giraffa!
2 idea vitale universale impulso che spingeva ogni vivente verso l’alto della scala naturale. Es amebe – homo sapiens.
Ci sono però delle deviazioni nel percorso (Orango) causate da condizioni sfavorevoli. Scala mobile continua azionata dall’impulso universale.
Troppe basi metafisiche astratte fecero oscillare la sua teoria e Cuvier ne limitò la carriera a causa delle idee contrarie.
Leggi 19.2 primi 2 paragrafi
La teoria di Darwin
Malthus scrisse che se la popolazione terrestre continuava a crescere il cibo non sarebbe bastato…Darwin teorizzò che era vero però anche per le altre specie.
Es elefanti. Nascono molti animali ma ne vengono “scelti” alcuni: teoria della selezione naturale.
Stesse modalità di selezione degli allevatori,che scelgono glia animali migliori.
Quelli con le caratteristiche favorevoli resistono e la specie modifica la popolazione lentamente. Questo è secondo lui dovuto al caso,non dall’ambiente ne altro.
Oggi si sa che sono variazioni genetiche calcolabili. L’azione della selezione naturale determina la direzione dell’evo.
Gli organismi avvantaggiati sono più idonei a procreare : giraffa e collo lungo.
Si credeva che le variazioni fossero errori in un sistema predeterminato,ma invece sono alla base del sistema evolutivo.
Le specie si originano quando le differenze tra individui nell’ambito di un gruppo sono gradualmente convertite in differenze tra gruppi.
Sull’origine delle specie:
1. organismi generano organismi simili; stabile il processo di riproduzione.
2. nella maggior parte delle specie i nati sono più degli organismi che vivono e si riproducono.
3. in ogni popolazione vi sono differenze prodotte dall’ambiente e possono essere ereditabili.
4. quali riescano a riprodursi e sopravvivere e quali non è determinato dalle interazioni tra variazioni e ambiente. Le variazioni “favorevoli” aumentano in generazioni selezione naturale.
5. dopo tempo la selezione porta a molti cambiamenti che differenziano i gruppi di organismi.
Leggi 19.3
Prove che derivano dall’osservazione diretta
Evo è un processo lento,ma in alcuni casi si può osservare. Infatti l’attività umana ha prodotto pressioni selettive che hanno dato risultati e anche effetti.
Detta microevoluzione.
Selezione artificiale. Sono cambiamenti evolutivi condotti per via sperimentale come sui piccioni con caratteristiche particolari che gli allevatori hanno selezionato per produrre specie strane!Si chiama così perché è l’uomo a scegliere gli individui per la generazione successiva. Analogo alla selez. naturale per Darwin.
La farfalla notturna Biston betularia. Farfalla delle betulle.
Su licheni o su betulle il loro colore le rende quasi invisibili. Però venne trovato un esemplare scuro e dato che iniziava l’industrializzazione l’inquinamento uccideva i licheni e lasciava spoglio il tronco delle betulle. Con gli anni il tronco e il terreno divennero neri. Cominciarono a trovarsi sempre più falene nere. Per i venti le coste orientali avevano più falene nere. Il colore nero era una variazione,sempre presente ma in numero minore. Kettlewell ipotizzo che il colore delle falene fosse un protezione contro gli uccelli. Secondo i suoi esperimenti nelle zone,si erano adattate all’ambiente le falene che si mimetizzavano meglio.
Resistenza agli insetticidi leggi
Resistenza dei batteri ai farmaci. Dopo il periodo di affermazione degli antibiotici i batteri si sono adattati. Perché?
Si notò che i batteri dopo esperimenti v pg 271 resistevano alla penicillina.
Dopo nella capsula di partenza venne trasferito un campione resistente alla penicillina e dopo anche il vecchio batterio divenne resistente.
Si sa che i geni per la resistenza derivano dai plasmidi piccole molecole di DNA che si trasferiscono da cellula a cellula.
I fossili
Un’altra serie di prove a favore dell’evoluzione. Darwin nel Sud America trovò sollevamenti della crosta terrestre che mostrava strati geologici. Vi erano molte conchiglie nei diversi strati.
Riuscì a calcolarne l’età e a correlarle tra loro.
Come gli armadilli giganti erano prova dei cambiamenti avvenuti r delle continuità della storia. Non trovò mai però le prove del passaggio graduale da una specie all’altra. Per lui di poco conto,per i moderni sono la prova schiacciante che l’evo ha avuto luogo.
Omologia delle strutture anatomiche e molecolari
Quarta prova si bassa sulle strutture omologhe, che mostrano somiglianze perché derivano da un antenato comune, e posseggono ossa ordinate in base allo stesso modello (balene uccelli noi coccosukkias ecc).
Hanno tutti 4 zampe (tetrapodi) e tasche branchiali simili.
Serpenti e balene conservano parti di arto inutili. Tutti però sono identici per quanto riguarda le cellule e tutti i tipi di scambio e funzioni che esse hanno. In più si è scoperta una storia evolutiva legata al DNA in organismi di specie diverse e i mammiferi poi presentano omologie nel DNA non presenti in nessun altro organismo del regno animale.
La teoria attuale
Da Darwin a oggi si è scoperto che gli organismi derivano da forme precedenti.
Però la biologia conferma che vi è parentela fra le molte specie .
Oggi si cerca di capire come è avvenuta l’evoluzione non se è avvenuta (ormai si sa dai..)
La genetica rispose alle te domande a cui darwin non seppe rispondere.
1 come sono trasmesse le caratteristiche in generazione 2 perché le caratt. non si mescolano nella progenie ma posso anche riapparire 3 in che modo si originano le variazioni sulle quali si attua la selezione naturale.
Mendel + Darwin = teoria sintetica
Questa ispirò molti scienziati e fu alla base delle ricerche per più di 50 anni,ma molti aspetti di essa sono stati messi in discussione. Controversie sulla velocità dei cambiamenti macroevolutivi e il ruolo del caso nell’evoluzione non influiscono sui principi di base della teoria.
Cap. 20
Basi genetiche dell’evoluzione
Genetica delle popolazioni: branchia della biologia.
Popolazione: gruppo di organismi che si riproducono in un dato spazio e tempo,unificata dal pool genetico somma complessiva di tutti i geni tutti gli alleli di tutti gli individui della popolazione.
Ampiezza della variabilità
Se ci deve essere evoluzione devono comparire variazioni tra gli individui, che permettano alle popolazioni di cambiare a mano a mano che mutano le condizioni ambientali e sono anche materiale grezzo su cui agiscono le forze evolutive.
Fattori che modificano l’equilibrio
La selezione naturale è la forza principale che modifica le frequenze all’eliche. Altri 4 elementi modificano tali frequenze: mutazioni, flusso genico, deriva genetica e accoppiamenti non casuali.
Mutazioni
Sono cambiamenti ereditari del genotipo: delezione o duplicazione di una molecola di DNA o sostituzione nucleotidi.
Avvengono non solo nelle catene polip. dell’emoglobina ma anche nei geni dello sviluppo embrionale.
Possono essere causati da raggi X,ultravioletti,radiazioni ecc.
La maggior parte si verifica “spontaneamente”, perché ciò che le causa è indipendente dagli effetti. Non dipendono dall’ambiente. Frequenza bassa delle spontanee 1/1000 fino a 1/1000000. ogni essere umano con 30000 geni porta in media due nuove mutazioni.
Sono il materiale grezzo dei cambiamenti evolutivi,ma non determinano la direzione del cambiamento evolutivo.
Flusso genico
È il movimento di alleli verso interno ed esterno di una popolazione come risultato di immigrazione o emigrazione di individui in età riproduttiva.
Può cambiare le frequenze all’eliche e introdurre nuovi alleli con l’effetto di diminuire le differenze tra le popolazioni più adatte a condizioni locali differenti.
Es barriere geografiche lo impediscono.
Mantenimento e incremento della variabilità
La riproduzione sessuata
Metodo più importante per gli eucarioti per aumento variabilità.
Dà luogo a nuove combinazioni genetiche in 3 modi:
1 assortimento indipendente al momento della meiosi 2 crossing over 3 combinazione di differenti genomi parentali.
In mitosi o citodieresi l’organismo sarà uguale al suo unico genitore. Col tempo si formano più cloni con differenti mutazioni ma non c’è l’accumulo in un solo genotipo.
L’unico vantaggio per la riproduzione sessuata è la produzione di nuove combinazioni di alleli tra discendenti (variabilità).
Meccanismi che favoriscono gli incroci tra organismi diversi
Tra le piante vi sono meccanismi i che assicurano che i gameti di una pianta venga portato agli stigmi di una pianta differente.
Alcune piante hanno geni per l’autosterilità. Hanno alleli multipli s1 s2 s3 ecc.
Ogni pianta non può impollinare la pianta con lo stesso allele.
Più è raro l’allele dell’autosterilità più ha possibilità di impollinare una pianta, favorendo al variabilità di una popolazione.
Tra gli ermafroditi è raro che un individuo fecondi le proprie uova.
Incontrando individui dello stesso e opposto sesso insieme possono produrre nuovi discendenti entrambi. Tra i mammiferi il lasciare la famiglia favorisce l’accoppiamento.
Diploidia
Al contrario dell’aploide le variazioni presenti possono restare allo stato recessivo e non manifestarsi subito.
Eugenetica è la scienza che propone miglioramenti del pool genetico umano con incroci controllati.
Superiorità dell’eterozigote
L’eterozigote è selezionato positivamente rispetto a entrambe le forme omozigoti mantenendo così entrambi gli alleli nella popolazione. Leggi pg 284 285
Cap. 21
Selezione naturale e adattamento
Tipi di selezione
Divergente, stabilizzante o direzionale.(frequenza dipendente)
Selezione stabilizzante
Comporta l’eliminazione degli individui con carattere estremi.
Uova degli uccelli,perché il numero è influenzato geneticamente e poco da fattori ambientali. Con troppe uova c’è più alta percentuale di morte per scarsa nutrizione. Quelli che producono 4 o 5 uova hanno una percentuale maggiore di nati che sopravvivono rispetto a chi ne produce meno o più.
Selezione divergente
Aumenta le caratteristiche estreme di una popolazione a spese delle intermedie.
Es drosophila è prodotta così.
Es piante che vivono in ambiente sano non vivono in ambiente contaminato, quelle che vivono in contaminato posso vivere nel sano ma non riescono a competere con quelle presenti nel suolo sano. Favore così di 2 fenotipi estremi,con differenze molto marcate. Questo può causare la creazione di due nuove specie.
Come per i salmoni argentei dove vi sono maschi grandi hooknose e piccolo jack che riescono entrambi a riprodursi per le loro caratteristiche, mentre le medie dimensioni non si riproducono.
Selezione direzionale
Agisce per aumentare la produzione di individui con una caratteristica fenotipica estrema. Esempio della Biston Betularia e coccinelle rosse resistenti agli insetticidi.
Come visto la selezione aveva selezionato una delle due forme fenotipiche o nera o chiara.
Come per le coccinelle che col passare del tempo si erano abituate a dosi sempre maggiori di insetticida e non era più sufficiente : solo gli insetti resistenti infatti si erano riprodotti.
Selezione sessuale
Inteso come la lotta dei maschi per avere il sesso.
La femmina produce meno gameti e spende più energia e tempo per ogni uovo fecondato ed è spesso la femmina a prendersi cura dei piccoli.
Infatti i maschi cercano di fecondare più femmine entrando in competizione.
Le femmine così cercano il miglior partner genetico.
Causa del dimorfismo sessuale fenomeno determinato dalle differenze tra maschi e femmine riguardo alle modalità di trovarsi un compagno. Esempio di certi uccelli dove è la femmina appariscente o con i pavoni viceversa.
Darwin disse che anche se non sono i più forti la selezione naturale agisce distintamente da quelle sessuale, agevolandoli.
Leggi pg 292
Adattamento cromatico : mimetismo
Gli insetti simili hanno anche simili per caratteristiche di avvertimento. Hanno sapore cattivo.
Mimetismo mülleriano che per primo lo scoprì consiste nel pungiglione,quindi stiamo a distanza. Altre specie hanno colori simili a quello pericolose non commestibili ecc e si chiama mimetismo batesiano scoperto da Bates naturalista inglese. Se il predatore è inesperto o ha già avuto a che fare con loro questi subiscono l’attacco. Funziona solo se l’imitazione è rara infatti queste imitazioni compaiono dopo il modello.
Cap. 22
Origine delle specie e modelli evolutivi
Che cos’è una specie
Wallace e Darwin non si spiegarono come mai posti con clima simili fossero popolati da esseri diversi. Esempi come il coniglio i marà e la lepre australiana sono imparentati ma molto diversi.
Specie significa tipo cioè i differenti tipi di organismi.
Costituita da quelli organismi che possono riprodursi generando prole fertile ma non posso incrociarsi con membri di altri gruppi. Asino e cavallo sono simili ma producono il mulo che è sterile.
Cioè che favorisce il mantenimento delle specie è l’isolamento riproduttivo.
Se infatti due membri di 2 specie si incrociano non mantengono più le caratteristiche specifiche e non sono più di una specie.
La connessione tra gli organismi è riproduttiva all’interno della specie.
Gruppi isolati riproduttivamente posso originare col tempo nuove specie: processo della speciazione. Che ha dato origine a tutti gli organismi.
Modalità di speciazione
Ogni specie ha un pool genetico. 1) come si separa il pool per generarne altri 2) coem specie simili in stesso luogo rimangono separate.
Si ritiene che la speciazione sia il risultato di una separazione geografica di una popolazione : speciazione allopatrica.
O come accade senza separazione geografica : speciazione simpatrica.
Speciazione allopatrica
Tipi di separazione erano dati dalla Pangea che si staccava, facendo in modo che si creassero nuove specie.
Per molti organismi non serve un oceano ma basta una vetta di una montagna, un lago d’acqua dolce un lembo di terra.
Situazioni dette isole. Come l’istmo di Panama ripetutamente affondato e riemerso dove si creavano nuove specie perché separate e poi si riunivano di nuovo.
La popolazione isolata è piccola ed è più probabile che differisca dalla originale.
Agiscono anche forze selettive che unite al passare del tempo porterebbe a una diversità tale che la nuova e l’originale non potrebbero più incrociarsi.
È avvenuta così una speciazione…anche se spesso capita che si riuniscano e la nuova si estingua.
Speciazione simpatrica
Un meccanismo di questo tipo è la poliploidia che consiste a numero maggiore di cromosomi rispetto al diploide.
Causata da una non disgiunzione in meiosi o mitosi oppure non avviene poi la citodieresi.
Se durante la meiosi i cromosomi non si separano possono comparire gameti diploidi, unendosi questi si forma un tetraploide (4n).
Oppure succede che si raddoppiano i numeri dei cromosomi in organismi ibridi cioè prodotto da genitori di specie differenti.
Frequenti tra le piante es gramigna.
Questi ibridi che si riproducono tramite riproduzione assessuata si adattano meglio ai luoghi in cui crescono. Sono quindi specie perché isolati dalle piante di origine ma anche tra di loro.
Sono sterili perché nella riproduzione hanno bisogno di gameti funzionali per appaiarsi nella meiosi.
Se vi è diploidia e le cellule di questi ibridi si dividono con mitosi e meiosi si produce un nuovo individuo per via assessuata questo avrà il doppio dei cromosomi e potranno poi appaiarsi e risulta anche isolata dalla line parentale.
Si ripristina la fertilità. (40% delle piante di 235000 specie ha origine polipoide, patate caffé grano tabacco)
Mantenimento dell’isolamento genico
Dopo la speciazione perché si mantiene l’isolamento? Meccanismo di isolamento prezigotico che impedisce l’accoppiamento di specie differenti e isolamento postzigotico che impedisce la produzione di una progenie fertile.
Sono raramente riscontrabili, perché da solo basterebbero a impedire qualsiasi incrocio.
Meccanismi di isolamento prezigotico
Tipi.
Rituali comportamentali lo spinarello. Maschio e femmina fanno movimenti articolati e se uno non li esegue correttamente niente accoppiamento.
Segnali visivi insetti. Lampeggiamento delle lucciole che è diverso in ogni specie.
Richiami sonori come nelle rane, uccelli, grilli ecc. per identificare i membri della propria specie. Nelle rane leopardo è possibile solo sperimentalmente.
Sostanze chimiche posso avere funzione di attrazione nel maschio come nel cane o gatto o stimolare la produzione di gameti della femmina. Essendo sostanze specifiche funzionano da isolamento.
Differenze temporali come i periodi di fioritura.
Molti vertebrati hanno stagioni riproduttive in base alla temperatura e lunghezza del giorno. Altri fattori possono essere incompatibilità anatomiche o fisiologiche.
Meccanismi di isolamento postzigotico
Rinforzano quelli sopra!
Un grillo che risponde al canto sbagliato o un pesce scemo contribuiscono meno al mantenimento del pool genetico. E qui serve il postzigotico.
Come l’impossibilità della cellula uovo di svilupparsi anche se fecondata o per quelli nati non c’è possibilità di inventare maturi in modo riproduttivo o se robusti sono sterili. Mulo.
I fringuelli di Darwin
Esempi più importanti della speciazione allopatrica osservati da Darwin (Galapagos).
Si ritiene derivino da un unico ceppo o un’unica femmina fecondata proveniente dal sud america a 950km di distanza. Possono essere stati i primi uccelli a colonizzare le Galapagos che ha un ambiente diversificato e i tipi di fringuelli occupano habitat diversi. Dal gruppo ancestrale si diramano 13 specie. Le isole erano abbastanza vivine da permettere la migrazione di piccoli gruppi, ma lontane abbastanza da impedire il rimescolamento una volta che i gruppi si erano differenziati e non si potessero incrociare con i gruppi originari. Tempo stimato 10000 anni. Ma con molte isole si evolvono più specie in contemporanea.
Tutte le specie di fringuelli hanno caratteristiche diverse per il tipo di cibo che mangiano, semi, fichi d’india ecc ma le caratteristiche interne sono derivabili dal gruppo dei fringuelli..
Cap. 23
Evoluzione dell’uomo
Tendenze evolutive dei primati
Tra i placentati vi sono carnivori, erbivori, roditori, cetacei, pipistrelli, e primati.
Uomo è placentato mammifero primate come il tarsio i lemuri ecc.
Si crede che i primati iniziarono ad evolversi quando i toporagni colonizzarono gli alberi in adattamento alla vita arboricola.
La mano e il braccio dei primati
Ogni primate aveva 4 braccia e dita articolate tranne il pollice.
Questi divennero pinne o zoccoli con le varie pressioni selettive.
I primati moderni invece hanno il pollice opponibile(all’indice) data la vita sugli alberi e hanno una tendenza evolutiva nell’abilità manuale.
Tarsio ha polpastrelli grossi, gorilla mani per camminare, orangutan per appendersi e uomo molta opponibilità pollice.
Tre adattamenti : 1)rotazione dell’avambraccio senza muovere il gomito a semicerchio 2) articolazione delle spalle più aperta al movimento 3) unghie al posto di artigli.
Acutezza visiva
Si passa da dipendenza da olfatto a vista più adatta alla vita arboricola.
Ciò comporta conseguenze anatomiche cioè la tendenza agli occhi frontali.
Cure parentali
I mammiferi allattando hanno più rapporti madre-figlio più lunghe degli altri vertebrati. (uccelli eccezione)
Ciò comporta un numero ridotto di figli e lunghi tempi di dipendenza per i primati di grossa mole.
Postura eretta
Adattamento alla vita arboricola è questa capacità che gli permette di guardare avanti a se e li rende simili a noi.
Principali linee evolutive dei primati
Proscimmie
Durante l’Eocene ( 55 – 38 milioni di anni fa) queste abitavano le foreste : lemuri galagoni. I più piccoli mangiavano insetti i più grandi piante fiori o frutta.
Antropoidei
Scimmie e primati antropomorfi sono gli antropoidei.
Le scimmie moderne hanno il cranio più grande e visione stereoscopica, vedono a colori e sono più grandi.
2 tipi di scimmie : platirrine (naso piatto) e catarrine (naso verso il basso).
Si separarono con lo spaccamento della gondwana che comportò l’evoluzione in sud america e africa delle 2.
Scimmie antropomorfe. Ominoidei gruppo composto anche da noi.
Risalenti circa a un periodo tra 22 e 14 mila anni fa presso il lago Victoria fu scoperto il Proconsul africanus delle dimensioni di un babbuino.
Vi sono 3 generi di scimmie antro: pongo (oranghi), pan(scimpanzè) e gorilla.
Che sono tutte capaci di muoversi appendendosi ai rami ma solo i gibboni si muovo per brachiazione.
Il capo dei pongidi aveva la faccia sviluppata e la scatola cranica piccola, si muoveva come le scimmie antropomorfe (nocche).
I più leggeri sono i gibboni sui 6kg mentre i gorilla anche 180kg anche se non sono più grandi di un uomo.
La comparsa degli ominidi
Nel 1925 Dart trovò una scimmia in sud africa che chiamò australophitecus scimmia dell’emisfero australe.
Notò che era un bambino con il cranio più rotondo con diversi denti e forma del cervello che lo associavano alla categoria degli ominidi.
Ignorato perché si credeva che la provenienza degli ominidi fosse da Asia o Europa non Africa. Solo dopo la scoperta di Mary Leakey 35 anni dopo si scoprì che l’Africa è la culla dell’umanità.
Australophitecus e Paranthropus. I maggiori studiosi furono Louis e Mary Leakey che perlustrarono soprattutto la zona di Olduvai.
Gli ominidi che popolarono l’africa sono bipedi, simili a noi come bacino e avevano braccia più proporzionate con cervello di un terzo rispetto a noi. Il più antico è l’Australophitecus anamensis vissuto in Kenya 4 milioni di anni fa, e nello stesso periodo in Etiopia l’Ardiphitecus ramidus.
Si ritiene che A. anamensis abbia dato origine a A. afarensis detta Lucy trovato intatto in Africa nel ’73, alta 110cm e di 23kg (maschio doppio).
Dall’afarensis si dividono 2 linee evolutive di australopitecine robuste e gracili : il bambino di Taung era gracile e anche una specie di nome garhi. Si suppone che l’Homo derivi da qui.
Quelle robuste sono Parantrophus diversi a A.
Diviso a sua volta i robustus e boisei. Con crani massicci e cresta ossea per muscoli mascellari.
Questi convissero in Africa insieme alle gracili da cui poi si originarono gli Homo.
Homo habilis.
Leakey nel 62 trovò un reperto che poteva collegare australopitecine e Homo e venne chiamato Habilis: viveva nello stesso periodo di robustus e boisei.
Fuorono scoperti altri fossili che confermarono la tesi da Richard Leakey in Kenya diverso dai robustus perché pià grande di cranio, senza cresta ossea e più alto.
Nello strato in cui si trovavano era presente un grande numero di utensili di pietra.
I antichi utensili sono di 2,5 milioni di anni fa, usate per preparare cibi vegetali o per cacciare, ma le grosse prede venivano mangiate solo se già morte.
H. Habilis sono in strati di 2,5 – 1,8 milioni di anni fa.
La comparsa di homo sapiens
Homo comprende 3 specie : erectus , neandertalensis e sapiens.
Homo erectus
Kimeu scoprì un ragazzo 12 enne di erectus di 1,6 milioni di anni fa.
Alto 183cm leggermente diverso dal sapiens, senza mento, arcata sopraccigliare pronunciata, cranio massiccio.
Aveva circa la nostra altezza e un cervello più sviluppato dell’habilis, con un volume di 850 – 1100cc ( noi 1360).
Disponeva di un utensile chiamato amigdala, una selce lavorata u più lati.
Trovate in Africa Asia ecc sono tutte simili e testimonia una tradizione d’uso.
Sapeva dominare il fuoco così cucinava carne e tipi di piante altrimenti tossiche dure o amare.
Ipotesi più recenti sui nostri diretti antenati.
L’erectus non è però antenato dell’uomo moderno, perché estinto in Asia e posto su un ramo diverso dell’albero genealogico umano; quindi si è trovato un antenato che fosse vissuto in Africa : homo ergaster.
Da esso discendono erectus e hielbergensis che ha poi dato origine alle ultime due specie : neanderthalensis e Homo sapiens.
Homo neanderthalensis
I fossili risalgono a 150000 – 35000 anni fa , trovati in Europa. Essi usavano il fuoco, abitavano in caverne, cacciavano animali grossi e si vestivano di pelli.
Usavano utensili in pietra e seppellivano i morti. Gli uomini i Cro-Magnon sostituirono poi i neanderthal.
Homo sapiens
I fossili degli ultimi 30000 anni sono sapiens.
I primi furono i Cro-Magnon dal nome del sito di scoperta francese.
Quando apparsero in Europa avevano con loro piccoli arnesi di pietra scheggiati selettivamente chiamati lame ricavati in molti modi grazie a coltelli appiattiti, oggetti per forare, levigare ecc. con questi lavoravano altri materiali come avorio e pelli e poterono concepire le frecce, aghi, ami ecc. furono anche artefici di opere d’arte!
Cap. 24
Tessuti e sistemi
Le caratteristiche dell’Homo sapiens
L’essere umano è vertebrato e possiede uno scheletro interno osseo che sostiene il corpo. Contiene dei compartimenti quali la cavità toracica e addominale separate dal diaframma (muscolo a cupola).
Sono endotermi cioè generano calore da dentro per mantenere la temperatura costante. (sangue caldo)
Questo permette ai mammiferi di fare più attività anche mentale rispetto a ecotermi che assorbono energia dall’esterno e dipendono dall’ambiente circostante.
I mammiferi hanno pelo e non squame o scaglie.
Partoriscono figli vivi che poi allattano e richiedono cure parentali.
Organizzazione gerarchica del corpo umano
Vi è un organizzazione strutturale alla base c’è la cellula; queste sono organizzate in tessuti fatti di gruppi di cell che fanno la stessa funzione.
Differenti tipi di tessuti formano gli organi che sono raggruppati in sistemi
Cellule e tessuti
Vi sono 200 tipi di cellule in 4 tipi di tessuti: epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso.
Tessuti epiteliali
Sono costituiti da strati congiunti di cellule e si classificano a seconda della forma delle cellule che li compongono: squamoso cubico e cilindrico. Possono essere formati da uno o più strati : epiteliali semplice e composto ( monostratificato come il rivestimento del sist. cicolatorio o polistratificato come la pelle).
La superficie dello strato epiteliale è collegato a uno strato connettivo detto membrana basale. Essa è composta da polisaccaridi prodotti da cell epiteliali.
Gli epiteli rivestono le cavità e contengono cellule epiteliali che secernono muco per lubrificare le superfici. Altre specializzate nella secrezione di sostanze specifiche si raggruppano in ghiandole di cell epiteliali cubiche o cilindriche.
Giunzioni cellulari. Il tessuto epiteliale è un insieme di cell attaccate da uno strato appiccicoso di proteine e polisaccaridi e comunicano tra loro tramite le vecchissime giunzioni comunicanti.
Numerose negli embrioni perché le cell sono attive.
Altre giunzioni sono i desmosomi e le giunzioni occludenti per fissare le cell e mantenere integro il tessuto.
I desmosomi sono punti di saldatura tra cellule: fatti di placche di materiale fibroso poste tra 2 cellule. Questi desmosomi si trovano in tutti i tessuti con sollecitazioni meccaniche.(pelle)
Le giunzioni occludenti fanno aderire le membrane di cellule vicine.
Tessuti connettivi
Tengono uniti e proteggono gli altri tessuti. Le cellule del tessuto connettivo sono separate tra loro da materiale extracellulare costituito da sostanza fondamentale e fibre.
Tipi di fibre: 1) connessione e sostegno (collagene nei tendini pelle legamenti ecc)
2)elastiche nelle pareti dei vai sanguigni 3) reticolari nel fegato.
I tessuti connettivi si classificano in base al materiale extracell.
I principali tessuti connettivi sono: osso, sangue, linfa.
Nel sangue e nella linfa c’è il plasma,sostanza contenente ioni r molecole. Nell’osso c’è calcio prodotto dai giovani. Il tessuto osseo è molto resistente però leggero e formato da cellule, solo 18% del peso.
Tessuto muscolare
Cellule che hanno particolarità di riuscire a contrarsi.
3 tipi: muscolo striato o scheletrico, muscolo cardiaco e muscolo liscio.
Quelli che muovono lo scheletro sono striati e detto volontari.
Quello liscio riveste le pareti degli organi interni, insieme al cardiaco sono involontari.
La contrazione è data da miosina e astina proteine disposte in raggruppamenti che costituiscono le striature.
Nei liscio non sono disposte in raggruppamenti regolari quindi no striature.
Il muscolo scheletrico
Costituisce il 40% del peso corporeo. Le donne la metà.
È attaccato a due o più ossa con strisce connettive dette tendini, che possono essere molto lunghi (dita)
Dopo la contrazione le ossa si muovono intorno a un’articolazione.
Lavorano in coppie antagoniste (bicipite tricipite) che consente la postura eretta.
Le cell sono lunghe e grosse.
Il tessuto nervoso
Le unità funzionali sono i neuroni che trasmettono impulsi nervosi.
Altre sono le cellule gliali che nutrono,sostengono e isolano i neuroni.
I neuroni sono fatti da: corpo cellulare, che contiene il nucleo; dendriti che ricevono gli impulsi da altre cellule; assone estensione che conduce l’impulso nevoso,detti anche fibre nervose.
Sono specializzati nel ricevere segnali dall’ambiente esterno, interno e altri neuroni.
4 tipi di neuroni: sensoriali che ricevono le info sensoriali e le trasmettono al cervello ecc.; interneuroni che trasmettono all’interno di regioni particolari del sistema centrale; di associazione che trasmettono da una regione all’altra del sistema centrale; motori che trasmettono dal centrale ai muscoli ecc.
Possono essere molto lunghi, con assoni di un metro.
I nervi collegano la periferia con il sist centrale e quest’ultimo con muscoli e ghiandole.
Sono assoni di molti neuroni cento mila circa.
Funzioni principali dell’organismo
I sistemi e i processi fisiologici hanno senso se considerati adattamenti a risolvere problemi che sorgono nelle relazioni tra ambiente e organismo.
Affronta i problemi con informazioni genetiche che se funzionano si trasmettono ai discendenti.
Omeostasi
È il mantenimento di un ambiente interno costante ed è una delle caratteristiche che identificano i sistemi viventi ( senza virus, temperatura giusta ecc).
Senza non si vive. È più facile negli organismi pluricellulari. Gli unicell sono più sensibili a cambiamenti termici e variazioni ambientali e sono più esposti, uno dei fattori dell’evoluzione in pluricellularità è l’omeostasi.
Energia e metabolismo
Gli organismi viventi sono diversi dall’ambiente. Come visto nella seconda legge della termodinamica (se il sistema non acquista energia, l’energia potenziale iniziale sarà minore della finale) si mantiene l’organizzazione del sistema solo con dispendio di energia.
Il metabolismo è il processo che demolisce e sintetizza molecole e si serve di energia, presa dalla respirazione cellulare dei mitocondri.
Integrazione e controllo
Due sistemi di controllo: endocrino(insieme di ghiandole che producono ormoni) e nervoso. Il primo è responsabile dei cambiamenti lungo temine l’altro in millisecondi o minuti. Sono correlati.
Sistema nervoso è diviso in : sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale), sistema nervoso periferico (nervi), sistema sensoriale, sistema somatico (innerva i muscoli scheletrici) e sistema autonomo (muscoli lisci).
Che si divide in sistema simpatico e parasimpatico.
Controllo a feedback
I sistemi di integrazione e controllo agiscono con meccanismi di feedback (retroazione) negativi e positivi.
Esempio di negativo è il termostato che se la temperatura scende fa partire la caldaia viceversa la spegne.
Se uno rimane al freddo i neuroni sensoriali mandano le info al sistema nervoso centrale e l’ipofisi (ghiandola endocrina centro cranio) manda un ormone alla tiroide (ghiandola) perché attivi la tiroxina che attivando il metabolismo fa salire la temperatura. Una volta arrivato alla temperatura l’ipofisi spegne tutto.