Teoria dell'evoluzione

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LA TEORIA DELL’EVOLUZIONE
La teoria dell'evoluzione, una delle scoperte scientifiche che hanno influito più profondamente sulla cultura moderna e sulla concezione del mondo dell'uomo contemporaneo, fu concepita e messa a punto, nelle sue linee essenziali, da Charles Darwin nel corso dell'Ottocento, in un periodo di grandi progressi nelle scienze della natura.
Nel XVIII secolo diversi scienziati e filosofi avevano cominciato a mettere in discussione la concezione di un mondo immutabile: ad esempio Kant nel 1775 aveva formulato l'ipotesi secondo cui il sistema solare trarrebbe origine dal moto vorticoso di una nebulosa primitiva; quest'ipotesi sarà ripresa alla fine del secolo da Pierre Simon de Laplace.
Nella seconda metà del Settecento viaggi, spedizioni scientifiche sistematiche ed esplorazioni, seppur motivate principalmente da scopi commerciali, avevano dato un forte impulso alla ricerca in campo biologico e fatto nascere la paleontologia e la geologia che, con gli studi di Charles Lyell e Georges Cuvier, avevano rivelato strati geologici formatisi in tempi successivi, che incorporavano i resti di specie animali e vegetali ormai scomparse da tempo dalla Terra. In biologia, lo sviluppo dei metodi di analisi comparata degli organismi rendeva sempre più inverosimile concepire le specie viventi come fisse e immutabili, mentre la scoperta di animali difficilmente classificabili negli schemi esistenti imponeva con sempre maggior forza l'idea dell'evoluzione delle specie.
L'evoluzionismo scientifico nacque con il francese Jean-Baptiste de Lamarck (1809: Filosofia zoologica), secondo il quale i caratteri acquisiti durante la vita dell'individuo possono essere trasmessi ai discendenti (ereditarietà dei caratteri acquisiti); oggi questa teoria è stata abbandonata, perché non ha trovato verifiche sperimentali convincenti.
Di fondamentale importanza fu l'opera di Charles Darwin (1809-1882) che dedicò tutta la vita a raccogliere materiale di studio, per giungere alla formulazione di una teoria dell'evoluzione che avesse un solido fondamento scientifico. Nel 1831 s'imbarcò come naturalista di bordo sul brigantino Beagle; il viaggio intorno al mondo durò quasi cinque anni, durante i quali Darwin raccolse un'ingente quantità di campioni ed eseguì numerose osservazioni, che costituirono la base per elaborare la teoria dell'evoluzione delle specie, contrapposta alla concezione "fissista".
Contributi altrettanto importanti furono dati da Darwin con la messa a punto dei concetti di evoluzione ramificata, che implica la discendenza da un'origine comune di tutte le specie viventi, e di evoluzione graduale, contrapposta a quella a salti (mutazionismo) che sosteneva come una nuova specie si afferma attraverso una singola mutazione. Netta era l'esclusione di qualunque interpretazione di tipo finalistico, sostenuta da altre teorie evolutive (ad esempio quella di Lamarck): nella sua opera principale, On the Origin of Species by Means of Natural Selection, utilizzò sempre l'espressione "discendenza con modificazione", probabilmente perché riteneva che la parola "evoluzione" suggerisse un legame troppo stretto con il concetto di progresso.
La svolta teorica fu ancora più decisiva con l'affermazione del principio della selezione naturale, che restò a lungo per molti "soltanto un'ipotesi" anche quando la teoria dell'evoluzione era già stata largamente accettata. Secondo Darwin, il meccanismo della discendenza con modificazioni avviene in due fasi: dapprima si ha lo sviluppo di un'abbondante varietà di individui, che vengono poi selezionati tramite il criterio della sopravvivenza del più adatto, o selezione naturale. La prima fase è dominata dalla casualità, la seconda dalla necessità.
La controversia fra le diverse teorie evolutive durò diversi decenni; le ricerche nel campo della genetica (genetica evoluzionista) e, in seguito, della biologia molecolare, fornirono poi molti argomenti a favore del darwinismo. Un notevole contributo venne anche dallo sviluppo di nuovi criteri tassonomici (v. riquadro) e dalla paleontologia.
Ormai il darwinismo è accettato quasi unanimemente, almeno in ambito scientifico; il dibattito, a volte anche aspro, verte principalmente sul peso da attribuire ai diversi fattori che agiscono sull'evoluzione.
Nel rapporto fra casualità e necessità, ad esempio, Richard Dawkins e Daniel Dennett privilegiano la seconda, nella convinzione che la selezione naturale regoli tutto ciò che ha qualche importanza nell'evoluzione, riducendo di molto il ruolo ricoperto dalla fase della variazione. Dawkins ha costruito una teoria generale della trasmissione dei tratti culturali, che avverrebbe tramite i "memi", presunti equivalenti dei geni, che si replicano utilizzando le menti umane. In questa concezione è vicino a Edward O. Wilson, padre della sociobiologia, che costituisce un tentativo di spiegare biologicamente la cultura e l'organizzazione sociale.
L'impostazione concettuale che privilegia la fase della necessità viene definita fondamentalismo darwiniano da Stephen Jay Gould e Niles Eldredge che, accentuando invece l'aspetto della casualità, sostengono la teoria degli "equilibri punteggiati": secondo questa teoria l'evoluzione non procede con un cambiamento lento e costante, ma con l'alternanza di lunghi periodi di stasi e repentini cambiamenti, a volte dovuti a eventi catastrofici, come la scomparsa dei dinosauri che sarebbe stata causata dall'impatto di un gigantesco meteorite.
Il genetista Richard C. Lewontin è molto vicino a Gould nel criticare le posizioni del determinismo genetico e della sociobiologia, e propone una visione dialettica del rapporto fra le parti e il tutto che, tenendo ben salde le conquiste del pensiero scientifico, superi i limiti della concezione riduzionista, consentendoci di vedere tutta la ricchezza delle interazioni che si presentano in natura.
Tutto questo rende la teoria dell'evoluzione un complesso di conoscenze vasto e articolato, che ha fecondato la ricerca in numerosi rami della scienza naturale, ricevendone conferme, occasioni di nuovi sviluppi e correzioni. Anche per il futuro l'evoluzionismo potrà rappresentare il filo conduttore in grado di garantire l'interpretazione dell'immensa quantità di dati raccolti dalla ricerca genetica e in altri rami della scienza.
Il biologo francese François Jacob, premio Nobel 1965, ha paragonato l'evoluzione all'opera di chi si diverte a fare "bricolage", accumulando tutto ciò che trova per creare nuovi prodotti. Attraverso una serie di meccanismi genetici e ambientali, alcuni pezzi vengono adoperati per fare cose diverse, o vengono modificati a seconda delle varie esigenze. E' curioso osservare, per esempio, come nei vertebrati gli arti anteriori si siano modificati per rispondere, partendo da un modello comune, a diverse esigenze funzionali: attraverso gli stessi elementi di base (le ossa degli arti), l'evoluzione ha modellato, attraverso graduali modificazioni, strumenti molto diversi: pinne, ali, zampe e braccia. Dalle pinne pettorali di un comune antenato, l'Eusthenopteron (il pesce che per primo "sbarcò sulla terra" ed è un progenitore degli anfibi), si pensa infatti che derivino le ali del gabbiano, le pinne pettorali del delfino, le zampe anteriori del cane e le braccia dell'uomo. L'ipotesi di un continuo divenire e trasformarsi del mondo e degli esseri viventi, oggi comunemente accettata, venne formulata scientificamente nel secolo scorso, e suscitò molte polemiche. Fino allora si pensava, secondo un'interpretazione letterale della Genesi, che Dio avesse creato ogni essere così com'era e come sarebbe sempre stato. Il grande naturalista svedese Carlo Linneo (1707-1778), all'inizio della sua grande opera di classificazione biologica, poteva ancora affermare: "Numeriamo tante specie quante in principio furono create dall'Ente infinito". La svolta avvenne con la pubblicazione de L'origine delle specie di Charles Darwin (1859), che segnò un punto di non ritorno: la teoria dell'evoluzione sarebbe divenuta, con opportune variazioni e grazie al fecondo incontro con la genetica all'inizio del nostro secolo, una delle teorie portanti della scienza contemporanea. Il collo della discordia La prima teoria organica dell'evoluzione fu sostenuta da Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829), secondo il quale le varie specie animali sono soggette a trasformazioni a causa dell'azione dell'ambiente, che determina la comparsa di caratteri ereditari tramite il principio dell'uso o non uso di un organo: l'uso farebbe sviluppare l'organo, mentre il non uso lo indebolirebbe fino a farlo scomparire. Il lungo collo della giraffa, per esempio, sarebbe dovuto al fatto che quell'animale vive in un ambiente povero di erba, che lo obbliga a brucare il fogliame degli alberi, sforzandosi di arrivare in alto. "Da quest'abitudine, mantenutasi per lungo tempo in tutti gli individui della sua razza, è risultato che le zampe anteriori sono diventate più lunghe di quelle posteriori, e che il suo collo si è tanto allungato da permetterle di alzare la testa toccando i sei metri di altezza senza drizzarsi sulle zampe posteriori". Nei vari organismi, inoltre, esisterebbe un impulso interno, quasi una volontà, di trasformarsi in forme più evolute.
La teoria lamarckiana venne contestata dal famoso e autorevole naturalista Georges Cuvier (1769-1832), che credeva nella fissità delle specie, mentre l'esempio della giraffa venne deriso da una serie di vignette apparse sul giornale francese Figaro: Lamarck avrebbe passato i suoi ultimi anni dimenticato, in solitudine e povertà. Eppure il suo modello, anche se diverso da quello che si affermò poi con Darwin, offriva una spiegazione molto semplice dei fenomeni di adattamento all'ambiente e dell'evoluzione: forse per questo è stato riproposto, sia pure con modifiche, a varie riprese. A volte in modo drammatico, come nel caso del biologo austriaco Paul Kammerer (1880-1926), che condusse degli esperimenti su diverse generazioni di "rospo ostetrico" per dimostrare l'"ereditarietà dei caratteri acquisiti", e sostenne di averne trovato la prova, innescando una vivace polemica con altri scienziati; quando si scoprì che l'ultimo esemplare rimasto in suo possesso era stato contraffatto, si uccise. All'inizio de L'origine delle specie, Darwin sottolineò i meriti di Lamarck; tuttavia "né l'azione dell'ambiente né la volontà degli organismi" gli sembrarono mai sufficienti a spiegare la complessità dell'evoluzione. Oggi sappiamo che, peraltro, i caratteri acquisiti "per abitudine" durante la vita non possono modificare il patrimonio genetico. Il punto di partenza della teoria di Lamarck è l'estrema variabilità degli organismi soggetti a domesticazione o viventi allo stato naturale. Le variazioni tra individuo e individuo di una stessa specie (di cui Darwin ignorava l'origine) risultano determinanti per l'evoluzione futura perché individui e specie sono immersi in un ambiente in cui c'è una cronica e crescente povertà di risorse. Quest'ultimo principio, espresso dall'economista Thomas Malthus (1766-1834) nei riguardi della popolazione umana, suggerì a Darwin il concetto di "lotta per l'esistenza": individui e specie si fanno spazio a spese di altri, e gli individui vincitori di questa lotta, che riescono non solo a sopravvivere ma anche a trasmettere i propri caratteri alle generazioni successive, sono gli individui più adatti o meglio adattati alle condizioni ambientali. Questo meccanismo, che costituisce la "selezione naturale", esclude ogni intervento di impulsi o volontà, ed evita l'idea di un'azione diretta dell'ambiente: si tratta di un fenomeno scientificamente osservabile e in parte misurabile. La teoria di Darwin, pur tra fiere resistenze, incontrò un sempre maggiore successo, fino a diventare dominante. Con lo sviluppo della genetica, a partire dall'inizio del nostro secolo, si è arrivati all'idea di un processo evolutivo che avviene gradualmente da specie antenate (o "ancestrali") attraverso la combinazione della selezione naturale e delle mutazioni del patrimonio genetico. Il ritmo temporale uniforme, lento e graduale (secondo il principio di continuità per cui "la Natura non fa salti"), tuttavia, è stato messo in discussione dalla cosiddetta teoria degli "equilibri punteggiati", secondo cui le nuove specie si sviluppano in modo improvviso e rapido, dopo lunghi periodi di stasi. Il processo evolutivo dell'okapi e della giraffa a partire da un antenato comune (pre-okapi), per esempio, può essere rappresentato da un modello "gradualista" o da uno in cui il mutamento è improvviso, e si accompagna alla formazione di nuove specie isolate. A 22 anni Charles Darwin ottenne un posto di naturalista (non pagato) a bordo del brigantino Beagle (ossia "bracchetto": oggi si chiamerebbe Snoopy), che per ordine dell'Ammiragliato inglese doveva compiere una spedizione scientifica intorno al mondo.
Il viaggio durò cinque anni e, come scrisse lo stesso Darwin, fu certamente l'avvenimento più importante della sua vita, che decise tutta la sua futura carriera. Il 15 settembre 1835 il Beagle arrivò in vista delle isole Galápagos, che devono il nome alle grandi tartarughe che vi abitano (in spagnolo appunto "galápagos"). Queste isole, scoperte casualmente nel 1535 dagli spagnoli, che le chiamarono anche Islas Encantadas, rimasero disabitate per molto tempo, ricevendo sporadiche visite di bucanieri e di cacciatori di balene, finché nel 1832 vennero annesse dalla repubblica dell'Ecuador, di cui fanno parte tuttora. Situate a circa 1000 km dalla costa sudamericana, si trovano sulla linea dell'equatore ma sono lambite dalla corrente fredda di Humboldt, che ne mitiga notevolmente la temperatura: per questo vi si è sviluppato un ambiente naturale particolare, unico al mondo. Il Beagle incrociò nelle acque dell'arcipelago fino al 20 ottobre, per poi fare rotta verso Tahiti: in questo periodo vennero effettuati degli sbarchi, in ordine di successione, sulle isole San Cristóbal (o Chatham), S. Maria (o Floreana o Charles), Isabela (o Albemarle) e San Salvador (o Santiago o James). Con la consueta diligenza, Darwin compì numerose osservazioni su tartarughe, lucertole e uccelli, rimanendo soprattutto colpito dai fringuelli, che presentavano becchi diversi a seconda delle isole in cui vivevano. I "fringuelli di Darwin", come in seguito furono chiamati, sono 14 specie che si ritengono evolute da un comune antenato, risalente a un'epoca compresa tra uno e cinque milioni di anni fa. Hanno piumaggio in prevalenza scuro e proporzioni simili, ma variano in lunghezza (da sette a 12 cm) e nella forma del becco, che riflette le diverse abitudini alimentari: come variano le pinze a seconda degli usi cui sono destinate, così variano i becchi a seconda che i fringuelli si nutrano di semi, di insetti o di fiori e frutti di cactus. Nel suo scrupoloso diario, Darwin scriveva che "vedendo questa graduazione e diversità di struttura in un piccolo gruppo di uccelli, strettamente affini, si potrebbe realmente immaginare che da un originario piccolo numero di uccelli di questo arcipelago sia stata presa una specie e modificata per diversi fini": la teoria dell'evoluzione incominciava a prendere forma. La teoria della selezione naturale presupponeva l'esistenza di un'estrema variabilità che veniva trasmessa ereditariamente: tuttavia ai tempi di Darwin, come egli stesso aveva lamentato, nulla si sapeva sulle leggi dell'ereditarietà e su quelle della variabilità. La teoria dell'ereditarietà oggi universalmente accettata venne proposta per la prima volta dal monaco Johann Gregor Mendel nel 1865, ma venne "riscoperta" e divenne nota nel 1900. Anche la comprensione del meccanismo attraverso cui si genera una nuova variazione ereditaria era destinata ad avere inizio nel nostro secolo, e solo nella seconda metà venne provato che il Dna è responsabile dell'informazione genetica degli organismi viventi e se ne scoprì la struttura, il modo in cui essa può cambiare e come da essa dipenda la sintesi delle proteine e lo sviluppo dell'intero organismo. Ogni tratto di Dna che "codifica" (cioè contiene l'informazione per sintetizzare) una determinata proteina costituisce un gene, il cui ruolo è quello di specificare la natura e l'ordine degli aminoacidi che la compongono.
La regione centrale di un gene (regione codificante) è costituita da una sequenza in cui si susseguono quattro componenti elementari (basi o nucleotidi), che vengono "letti" a gruppi di tre e "tradotti" nel linguaggio dei 20 aminoacidi che sono i componenti elementari delle proteine degli esseri viventi: ogni tripletta corrisponde a un aminoacido. Se nella regione codificante di un gene un nucleotide cambia natura, si modifica anche la relativa tripletta, e quindi viene codificato un aminoacido diverso, e la proteina risulta in genere alterata. Perché avviene la mutazione di un gene, che nel suo nuovo assetto passerà di generazione in generazione? Nella maggior parte dei casi senza un motivo specifico, semplicemente per un errore avvenuto al momento della replicazione del Dna. Il lungo filamento del Dna infatti si replica ogni volta che una cellula si deve dividere, in modo da trasmettere alle due cellule figlie la stessa informazione genetica della cellula madre: a volte accade un errore, e al posto di un nucleotide ne viene inserito un altro, che da quel momento resterà in quella posizione ogni volta che il Dna si replicherà. La frequenza degli errori è comunque bassa: in media viene inserito un nucleotide sbagliato su un miliardo. Le mutazioni quindi si verificano per lo più spontaneamente, con un ritmo in genere costante, misurabile nelle varie specie: nell'uomo ci sono due o tre mutazioni spontanee in ognuna delle nostre cellule sessuali. Il tasso di mutazione può essere più elevato in presenza di particolari agenti fisici o chimici (basti pensare ai casi di Seveso o Chernobyl). Quali conseguenze possono avere le mutazioni? In alcuni casi predispongono altre mutazioni, in altri possono far insorgere malattie, in altri ancora possono risultare vantaggiose. In termini evolutivi, è grazie alle mutazioni che le varie forme di vita si sono diversificate e trasformate, adattandosi agli ambienti più diversi. La selezione ha fatto sì che venissero eliminate numerose varianti inadatte e si affermassero quelle più idonee: attraverso questo meccanismo l'ambiente ha indirettamente modellato le caratteristiche di volta in volta necessarie agli esseri viventi. Le condizioni ambientali, infatti, sono cambiate più volte nei tempi lunghissimi dell'evoluzione, che ha via via "pescato" tra un immenso numero di combinazioni. Prendiamo in considerazione l'elefante, tipico animale equatoriale: nella sua discendenza ci sono varianti "nordiche", che vengono corrette dall'ambiente eliminando quelle troppo accentuate. In passato si può pensare che tali varianti siano state selezionate quando l'ambiente lo richiedeva: ecco così il mammut, sviluppatosi anche in climi molto freddi. Cambiando le condizioni ambientali, si sono affermati i portatori delle caratteristiche che meglio a esse si adattavano.
Secondo la teoria dell'evoluzione, gli esseri viventi hanno un'origine comune e si sono progressivamente trasformati e sviluppati attraverso un processo che dura ancora oggi. Al di là delle osservazioni dei naturalisti, vi sono delle "prove" esibite dalla biologia molecolare. Una di esse consiste nello studio di una particolare proteina, il citocromo c, di cui tutti gli organismi viventi hanno bisogno per ossidare le molecole dei cibi, con la respirazione, ottenendo energia.
La sua comparsa nel corso dell'evoluzione contribuì all'origine degli organismi multicellulari La molecola di citocromo c è costituita da 104 aminoacidi che circondano un gruppo "eme" a forma di rosetta, con un atomo di ferro al centro. La collocazione degli aminoacidi può variare (ferma restando la struttura tridimensionale della molecola): è identica nell'uomo e nello scimpanzé, mentre cambia (in 12 dei 104 siti) nell'uomo e nel cavallo, per raggiungere il massimo di differenza nell'uomo e nella muffa del pane (44 siti su 104). Come possono due catene proteiche così diverse avere funzioni simili? La risposta è che la maggioranza degli aminoacidi sono intercambiabili, mentre solo alcuni (35 in tutte le specie conosciute) non possono essere sostituiti senza che la proteina cessi la sua attività. Le differenze, d'altra parte, sono preziose dal punto di vista evolutivo: quanto più indietro nel tempo gli antenati di due organismi attuali si sono separati, tanti più cambiamenti si sono accumulati nella sequenza degli aminoacidi. Per la sua antichità e la facilità con cui può essere isolato, il citocromo c è stato oggetto di grande attenzione da parte dei biologi interessati all'evoluzione, così che possediamo moltissime informazioni sul suo sviluppo. E' stato così possibile tracciare degli alberi genealogici, che sono in accordo con quelli elaborati con metodi tradizionali: il confronto delle sequenze degli aminoacidi costituisce dunque un prezioso strumento per studiare i processi evolutivi.
Nel meccanismo della selezione naturale un ruolo non secondario è stato giocato dall'abilità di alcuni nel trovare nuove fonti alimentari, traendo energia da sostanze per altri indigeste o poco nutrienti. Nella natura quale oggi si presenta, le piante verdi sono le sole in grado di produrre materiali biologici utilizzando sostanze inorganiche; gli altri esseri viventi possono unicamente consumare materia organica. I vegetali costituiscono l'anello di partenza delle catene alimentari, che sono delle sequenze coordinate di organismi, nelle quali gli uni mangiano gli altri prima di essere a loro volta mangiati. Esistono più tipi di catene alimentari. Quelle dei predatori vanno dai vegetali agli erbivori, ai piccoli carnivori, ai carnivori più grossi e così via; quelle dei parassiti vanno dagli organismi di grandi dimensioni a quelli sempre più piccoli; quelle dei detritivori vanno dalla materia organica morta (detrito) agli organismi. In realtà non ci sono catene alimentari isolate, ma un complesso gruppo di connessioni alimentari che si intersecano e formano una rete alimentare, in cui ogni organismo, e in senso più ampio ogni specie, occupa una precisa posizione. Gli ecosistemi con uno scarso numero di specie presentano una rete alimentare semplice e molto sensibile ai cambiamenti, mentre quelli con numerose specie ne hanno una più equilibrata e stabile.
L'entomologo britannico C. B. Williams ha calcolato che in ogni istante sulla Terra il numero di insetti vivi è di circa un miliardo di miliardi. Due bravi e simpatici mirmecologi (studiosi delle formiche: al mondo non sono più di 500) hanno ragionato su questo dato traendo alcune conclusioni sulle creature cui hanno dedicato la loro vita di scienziati: se, come suggerisce una stima prudente, le formiche costituiscono l'uno per cento degli insetti, la loro popolazione complessiva è di 10 milioni di miliardi.
Poiché il loro peso varia, a seconda delle specie, tra uno e cinque milligrammi, messe tutte insieme peserebbero quanto tutti gli esseri umani, cui contendono il ruolo di organismi predominanti sulla terraferma: si tratta di una prospettiva particolare, ottenuta abbassando il punto di vista a un millimetro dalla superficie del suolo, e che forse ha influenzato la recente produzione di qualche film. Originatesi all'epoca dei dinosauri, le formiche hanno avuto una spettacolare diffusione di forme adattative: ne sono state classificate 9500 specie, dalla Finlandia all'Amazzonia, ma si pensa che probabilmente siano alcune decine di migliaia. Il calcolo delle specie non costituisce una scienza esatta: secondo il primo rapporto globale dell'Onu sulla biodiversità (pubblicato nel novembre 1995), le specie finora note e ufficialmente classificate sono 1.750.000, ma si stima che quelle esistenti possano essere più di 15 milioni. Tenendo conto che alcuni habitat, dove la varietà delle specie animali e vegetali è vastissima (come le volte delle foreste tropicali e i fondali oceanici), sono in buona parte ancora sconosciuti, c'è anche chi ipotizza che le specie esistenti possano essere più di 30 milioni o arrivare addirittura a 100 milioni. La biodiversità, e cioè la diversità delle forme viventi sulla Terra, è un elemento costitutivo dell'ambiente, nell'ambito del quale contribuisce alla stabilità del clima, alla regolazione del deflusso delle acque e a rinnovare la fertilità del suolo. Di qui l'allarme per quanto avviene in varie zone del nostro pianeta: molte specie sono scomparse o stanno scomparendo per i mutamenti indotti nel loro habitat. Nella sola foresta tropicale, per esempio, i biologi stimano che ogni ora si estinguano tre specie di esseri viventi. L'estinzione delle specie non è un fenomeno nuovo: si calcola infatti che il 99 per cento delle specie vissute sulla Terra si sia estinto, attraverso l'inesorabile meccanismo della selezione o in virtù di eventi catastrofici. L'ultima estinzione di massa avvenne circa 65 milioni di anni fa, e spazzò via i dinosauri e i due terzi di tutti gli animali esistenti. Il recupero richiese milioni di anni, ma portò a una proliferazione di specie maggiore che in ogni altra epoca. Secondo i biologi, oggi ci troviamo probabilmente alle soglie di un'altra estinzione di massa, provocata dall'uomo e di cui l'uomo subirà le conseguenze. Che possono essere anche economiche, dal momento che è dannoso eliminare possibilità che in futuro potrebbero rivelarsi vantaggiose (una specie selvatica di mais, "salvata" recentemente da un ricercatore, si è per esempio rivelata un affare da miliardi di dollari). Insomma: la biodiversità è necessaria e utile, al di là di certi ricorrenti e "toccanti" appelli per l'estinzione di alcune specie. Per questo oltre 150 Paesi hanno firmato nel 1992 una Convenzione internazionale per la salvaguardia e l'uso "sostenibile" della biodiversità: i risultati di questo accordo, a dire il vero, non sembrano particolarmente brillanti. A tutt'oggi almeno 5400 specie animali e vegetali rischiano di estinguersi.

PROVE DELL’EVOLUZIONE
Le prove scientifiche dell'evoluzione sono innumerevoli e comprendono prove ricavabili dallo studio dei fossili, prove deducibili dall'osservazione delle strutture degli organismi viventi, prove embriologiche, prove biogeografiche e fenomeni evolutivi direttamente osservabili.
Testimonianze fossili
La paleontologia ha dimostrato che non tutte le specie attualmente esistenti sulla Terra erano presenti anche in un lontano passato e che, per contro, molte specie un tempo esistenti sono ormai scomparse. I paleontologi sono in grado di stabilire l’età dei fossili e quindi di ricostruire la successione cronologica ed evolutiva delle specie i cui resti sono presenti nei fossili.

Per alcuni gruppi di animali i reperti fossili sono così abbondanti e ben distribuiti nel tempo, da formare delle serie complete che consentono di ricostruire in modo particolareggiato le tappe del loro processo evolutivo.

Per quanto riguarda i Vertebrati lo studio dei fossili testimonia che i primi vertebrati a comparire sono stati i Pesci seguiti dagli Anfibi, dai Rettili e infine dagli Uccelli e dai Mammiferi. Un eccezionale fossile che testimonia l’evoluzione degli Uccelli a partire dai Rettili è l’Archaeopteryx, nel quale caratteri rettiliani sono mescolati con quelli degli Uccelli. La derivazione degli Anfibi dai Pesci è testimoniata da un altro fossile, Ichtyostega che presenta caratteristiche intermedie tra una classe e l’altra.

Per quanto riguarda il mondo vegetale, la derivazione delle piante terrestri dalle alghe pluricellulari marine è testimoniata dal ritrovamento di piante fossili le cui caratteristiche sono intermedie tra le une e le altre.
Omologia
Se si osserva l’arto anteriore di pesci, degli anfibi, dei rettili, degli uccelli e dei mammiferi, si può notare come questo sia in tutti i casi citati costituito dagli stessi pezzi scheletrici più o meno sviluppati: omero, radio, ulna, ossa carpali, ossa metacarpali e falangi. Dato il diverso utilizzo che le specie ne fanno, l’arto si è modificato in una moltitudine di forme diverse, ma in queste diverse classi di vertebrati è sempre riscontrabile la stessa struttura. Questo tipo di somiglianza viene chiamato omologia. Generalizzando possiamo dire che gli arti anteriori dei vertebrati come del resto anche gli arti posteriori, mostrano lo stesso piano strutturale di base, sebbene siano adattati a funzioni molto diverse come il nuoto, il volo, la prensione degli oggetti; cioè diciamo che sono organi omologhi.
La spiegazione scientifica alla luce dell’evoluzione risulta molto semplice:i vertebrati discendono tutti da un antenato comune dal quale hanno ereditato queste strutture.
Omologie possono essere trovate a ogni livello dell’organizzazione della vita. Il pungiglione delle vespe è una modificazione dell’organo utilizzato da altri insetti per deporre le uova (è questo il motivo per cui pungono solo le femmine); le ali di una manta altro non sono che pinne pettorali enormemente sviluppate; gli sfiatatoi dei cetacei sono narici che si trovano nel posto più adatto per poter respirare mantenendo la testa sott’acqua.

Organi rudimentali
La presenza di organi rudimentali o vestigiali è un’ulteriore prova dell’evoluzione. Questi organi sono strutture che non compiono alcuna funzione ed appaiono perciò come assolutamente accessorie. Esse risultano però perfettamente omologhe con le stesse strutture ben sviluppate e funzionanti presenti in gruppi affini.
Boa e pitone, sebbene non abbiano gli arti posteriori, hanno, seppur fortemente ridotti, un femore e le ossa del bacino. Gli animali che vivono nelle caverne hanno generalmente occhi ridotti e assenti, forme vestigiali un tempo funzionali negli antenati che vivevano all’aperto.
Anche l’Uomo conserva alcuni organi vestigiali. L’appendice dell’intestino che probabilmente funzionava nei nostri lontani antenati come parte dell’apparato digerente, oggi non ha funzioni particolari e anzi spesso si infetta provocando l’appendicite e rendendo necessaria la sua asportazione. In corrispondenza dell’angolo sinistro dell’occhio umano permane una ridotta plica semilunare, la quale non è nient’alto che un rudimento della membrana nittitante che in altri Mammiferi come il cavallo, negli Uccelli, nei Rettili e negli Anfibi è molto più sviluppata e può essere abbassata come una tendina trasparente che protegge e lubrifica gli occhi senza impedire la visione.
Prove embriologiche
Anche lo studio dello sviluppo embrionale fornisce delle interessanti indicazioni e permette di intuire l’origine di organismi diversi da antenati comuni.
Se si esaminano gli stadi dello sviluppo embrionale dei vertebrati, ci si accorge che essi procedono seguendo un modello unico, a tal punto che se si confrontano tra loro embrioni non molto avanzati di un pesce, di un anfibio (salamandra), di un rettile (lucertola) e di alcuni mammiferi compreso l’Uomo, ci si accorge che sono sorprendentemente simili tra loro e un embrione precoce di anfibio è difficilmente distinguibile da un embrione precoce di mammifero. In particolare in tutti gli embrioni citati compaiono le fessure branchiali, le quali vengono mantenute allo stato adulto soltanto dai pesci nei quali hanno la funzione di organi respiratori.
Questo fatto dimostra che tutti i vertebrati presi in considerazione hanno un progenitore comune che doveva presentare respirazione di tipo branchiale.

Somiglianze nelle proteine
Alcune proteine sono presenti in tutti gli organismi viventi e molte di esse presentano leggere differenze nella struttura nei diversi gruppi di organismi. Le somiglianze e le differenze tra queste proteine riflettono i rapporti di parentela tra le specie. Le proteine di un moscerino sono più simili a quelle di una farfalla che a quelle di un cane. Inoltre c’è maggiore somiglianza tra le proteine di un cane e quelle di una farfalla che tra le proteine di questi animali e quelle di un tulipano. Queste osservazioni confermano l’ide che un moscerino, una farfalla, un cane e un tulipano siano tutti imparentati tra loro seppure con gradi diversi di parentela.
Prove biogeografiche
La biogeografia studia la distribuzione delle forme viventi nelle varie regioni del globo e fornisce importanti prove a sostegno della teoria dell’evoluzione. Se la distribuzione geografica delle specie non fosse in qualche modo determinata dall’evoluzione dovremmo aspettarci di trovare una determinata specie ovunque essa possa sopravvivere. Di fatto però, aree diverse della Terra che pure hanno condizioni climatiche simili, come per esempio l’Africa centrale e il Brasile sono abitate da animali e piante diverse. Le specie che si sono evolute in Africa non hanno potuto estendere la loro presenza in Brasile a causa della barriera naturale costituita dall’Oceano Atlantico.
Regioni della Terra come l’Australia e la Nuova Zelanda, che sono state separate dal resto del mondo in epoca molto antica, presentano flora e fauna particolari.
In generale la distribuzione naturale degli organismi sulla Terra si può comprendere solo facendo riferimento ai meccanismi evolutivi.


Selezione artificiale (allevamenti e coltivazioni)
Nel corso di migliaia di anni l’uomo ha operato una selezione artificiale che ha dato origine a nuove varietà di piante coltivate e di animali di allevamento dotati di particolari caratteristiche utili. I risultati di questa selezione artificiale forniscono una prova evidente che le specie possono andare incontro a cambiamenti evolutivi in tempi relativamente brevi.

Resistenza agli insetticidi e ai farmaci
Un altro esempio di selezione naturale è lo sviluppo della resistenza agli insetticidi. Sostanze chimiche velenose per gli insetti, come il DDT, per un certo tempo hanno avuto molto successo, in seguito hanno perso il loro prestigio non solo per la loro tendenza ad accumularsi nell’ambiente, ma anche a causa dell’aumento straordinario di ceppi resistenti. Oggi almeno 255 specie di insetti sono resistenti a uno o più insetticidi.
Un esempio più recente di selezione naturale riguarda lo sviluppo della resistenza dei batteri agli antibiotici.
I batteri resistenti sono delle varianti (mutanti) prodotte da un cambiamento verificatosi nella popolazione iniziale e più adatte all’ambiente. I geni batterici per la resistenza ai farmaci sono portati dai plasmidi, piccole strutture contenenti DNA che possono essere trasferite da un batterio all’altro.

La farfalla Biston betularia
Uno degli esempi più studiati di evoluzione per selezione naturale è quello di Biston betularia, la farfalla delle betulle molto comune in Inghilterra. La specie mostra due varianti di colore: una forma chiara, dovuta ad un allele recessivo, e una forma scura (melanica), dovuta a un allele dominante. Fino alla fine del secolo scorso, quasi tutti gli esemplari erano di colore chiaro, utile per mimetizzarsi sulla corteccia chiara delle betulle e sfuggire così agli uccelli predatori quando la corteccia delle betulle era chiara. In seguito, lo sviluppo industriale e la conseguente immissione di fuliggine nell'ambiente ha provocato il progressivo annerimento dei tronchi; e di pari passo con il progredire dell'annerimento dei tronchi, è aumentato drasticamente il numero degli esemplari scuri di Biston a scapito di quelli chiari. Sulle cortecce scure, le varianti più chiare risultavano più evidenti agli occhi dei predatori e venivano perciò catturate più facilmente mentre le varianti più scure venivano avvantaggiate a ogni generazione, così, a poco a poco, le forme scure sono diventate le più diffuse e frequenti. Studi genetici hanno dimostrato che, in poco più di cinquant’anni, la selezione naturale innescata dal cambiamento ambientale ha provocato una variazione della frequenza dell’allele dominante da circa il 20% a quasi il 100%.
Questa forma di "melanismo industriale" cioè il prevalere nelle zone altamente industrializzate di forme scure, è piuttosto diffusa oggi in tutti i paesi industrializzati e rappresenta un caso classico di selezione naturale.
Recentemente sono stati introdotti in Inghilterra rigidi controlli sul contenuto delle particelle di fumo e, grazie ad essi, il forte inquinamento da fuliggine è diminuito. La percentuale di farfalle chiare rispetto a quelle scure ha già ripreso ad aumentare.

Esempio



  



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