le teorie evoluzionistiche

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Testo

LE TEORIE EVOLUZIONISTICHE
Fino al XIX secolo, i naturalisti consideravano con perplessità i resti fossili d’organismi ormai esistenti: infatti, la maggior parte di essi credeva che le specie fossero stabili e non potessero subire modificazioni.
Fossili inconsueti, come ad esempio ossa enormi di mammut lanosi ritrovate pressoché intatte, non potevano però trovare spiegazione nelle teorie del tempo.
Fu solo nell’ottocento che si svilupparono nuove teorie per spiegare i cambiamenti avvenuti nel corso della storia delle specie.
La teoria evolutiva delle specie si chiama FILOGENESI

LA TEORIA DI LAMARCK
(dell’evoluzione attraverso l’eredità dei caratteri).
Il naturalista francese Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) per primo fornì la prova che gli organismi avevano subito, col passare del tempo, delle modificazioni e nel 1809 , in un libro dal titolo Philosophie zoologiche, affermò che gli organismi si erano evoluti in risposta al loro ambiente: Evolvere significa passare da una forma ad un’altra e Lamarck fu il primo a suggerire il concetto di evoluzione per gli esseri viventi.
Tutti gli esseri viventi, osservava Lamarck, presentano dei sorprendenti adattamenti all’ambiente, inoltre c’è sempre una perfetta corrispondenza fra le forme degli organismi e il compito o funzione da essi svolto: ali adatte al volo, pinne adatte al nuoto, denti adatti al cibo preferito, pellicce adatte a proteggere dal freddo.
Secondo Lamarck, gli animali non sono stati sempre come li conosciamo adesso, ma hanno raggiunto questa perfezione attraverso piccole trasformazioni che hanno migliorato le loro condizioni di vita.
I miglioramenti si sono sommati durante le generazioni successive per trasmissione ereditaria e “accumulandosi” nei discendenti, hanno dato luogo a specie nuove e diverse da quelle degli antichi progenitori.
Lamarck, per illustrare le sue idee, ricorre ad un animale famoso: la giraffa.
QUAL È L’ORIGINE DEL LUNGO COLLO DELLA GIRAFFA?
Per lo scienziato gli antenati della giraffa erano animali con il collo corto, abituati a brucare l’erba. Ma le foglie degli alberi erano tanto appetitose! Così, desiderando un pasto più abbondante, alcuni di essi si sono sforzati di allungare il collo, per raggiungerle.
I piccoli allungamenti del collo, acquisiti dagli antenati della giraffa durante la vita, si sono trasmessi ai loro figli per eredità.
Attraverso un grandissimo numero di generazioni, il collo della giraffa si è adattato sempre di più all’ambiente, allungandosi fino a raggiungere le foglie più alte.
Nell’ipotesi avanzata da Lamarck, l’allungamento del collo della giraffa, come qualsiasi altro adattamento, è prodotto da una tendenza al miglioramento, propria dell’organismo animale; e una vera e propria “ SPINTA INTERNA”.
Gli antenati della giraffa, nei quali non è sorta questa spinta interna, sono rimasti a pascolare l’erba e hanno dato origine ad altre specie di erbivori, quali potrebbero essere le antilopi della savana.
Così da un unico gruppo di animali, eguali fra loro, si sono prodotte le giraffe ed altre specie i cui caratteri, col passare del tempo, sono diventati sempre più diversi, in seguito all’adattamento all’ambiente.
Secondo Lamarck, questa moltiplicazione delle specie è avvenuta non solo per gli erbivori, ma per tutti gli animali.
Lo scienziato concludeva che: TUTTE LE SPECIE ANIMALI ERANO DERIVATE DA UN UNICO PROGENITORE.
IN SINTESI:
DA UN LATO C’È LA TEORIA BASATA SULLA OSSERVAZIONE DEI FATTI REALI
• Tutte le forme viventi sono adatte all’ambiente.
• Tutte le forme viventi si sono prodotte nel corso del tempo, in seguito ad una lenta evoluzione.
DALL’ALTRA C’È UNA IPOTESI PER SPIEGARLA
• Durante la vita gli animali, per una spinta interna al miglioramento, modificano il loro organismo per renderlo più adatto all’ambiente. Le modificazioni, causate dall’ambiente, sono trasmesse da una generazione all’altra. Le modificazioni “acquisite nel corso della vita” si sommano nelle generazioni successive e danno origine a nuove specie viventi, diverse dai progenitori.
L’EVOLUZIONE AVVIENE PER EREDITÀ DEI CARATTERI ACQUISITI.
CRITICA ALLA TEORIA DI LAMARCK
L’ipotesi di Lamarck, come ogni ipotesi scientifica, può essere sottoposta alla verifica sperimentale; se è vera deve essere in qualche modo provata.
Esistono prove che i caratteri acquisiti durante la vita di un animale si trasmettano ai figli?
A. Un atleta sviluppa la sua muscolatura con l’allenamento e l’esercizio. Durante il periodo in cui diventa più forte l’atleta può avere un figlio. Ebbene i figli degli atleti non nascono con i muscoli più efficienti di quelli che generalmente hanno gli altri bambini.
B. Il boxer, famoso cane di razza, è più gradito agli appassionati se ha orecchie diritte e coda corta, perciò gli allevatori tagliano loro leggermente le orecchie e mozzano la coda riducendola a poche vertebre. Le orecchie erette e la coda mozza sono caratteri acquisiti durante la vita, che non si trasmettono ai figli per via ereditaria.
DOBBIAMO QUINDI RITENERE FALSE LE IDEE CHE :
A. I caratteri acquisiti dai genitori nel corso della vita si trasmettano ai figli
B. Negli organismi viventi agisca una spinta interna al miglioramento che guida il loro sviluppo verso un fine e uno scopo.
RIMANE PERÒ VERA L’IDEA FONDAMENTALE DALLA QUALE NASCE LA BIOLOGIA MODERNA E CIOÈ
Per Lamarck il tempo diventa uno dei principali protagonisti del mondo vivente.
La vita sulla terra ha una sua storia passata in virtù della quale tutti gli esseri viventi hanno una somiglianza di fondo che li accomuna.

LA TEORIA DI DARWIN
(dell’evoluzione attraverso la selezione naturale).
Fu il naturalista inglese Charles Darwin (1809-1882) che rivoluzionò le idee della maggior parte dei naturalisti del tempo pubblicando ne 1859 un libro dal titolo: L’origine delle specie attraverso la selezione naturale, frutto di studi e riflessioni sulle osservazioni e i materiali raccolti nel suo avventuroso viaggio intorno al mondo a bordo del brigantino Beagle.
Dal 27 dicembre 1831, al 2 ottobre 1837ù6, la Beagle, condusse il suo passeggero in un viaggio che a volte gli dovette sembrare a ritrose nel tempo. Le prime tappe furono le isole di Capo Verde, Rio de Janeiro, Bahia Blanca, Buenos Aires, la Patagonia, le isole Falkland e la Terra del Fuoco. Poi attraverso lo stretto di Magellano, furono raggiunti il Cile, il Perù, l’arcipelago delle Galapagos, infine l’Oceano Pacifico. Tahiti, l’Australia. Il viaggio di ritorno fu anch’esso molto lungo, perché, toccato il Capo do Buona Speranza, la Beagle toccò di nuovo il Brasile, prima di giungere definitivamente in Inghilterra.
AD OGNI APPRODO SI PRESENTARONO ALL’AVIDA CURIOSITÀ DI DARWIN DIVERSI AMBIENTI NATURALI, CON LE LORO SPECIE VIVENTI GIÀ NOTE O SCONOSCIUTE.
DARWIN: Le scoperte, i dubbi.
A. La Pampa argentina: cimitero di specie scomparse.
A Bahia Blanca e nella Pampa argentina avvenne una delle prime importanti scoperte di Darwin: quella degli scheletri di animali ormai estinti. Tra questi c’era lo scheletro di un Megaterio, lungo oltre quattro metri. Darwin scoprì che gli strani denti del Megaterio somigliavano a quelli del Bradipo sudamericano.
In generale gli scheletri trovati in Sudamerica colpirono Darwin per la loro somiglianza con le forme di animali attualmente esistenti: Somoglianza, affinità, mai uguaglianza.
Queste somiglianze facevano pensare ad una lenta trasformazione e mettevano Darwin di fronte a un problema: le specie viventi si trasformavano come sosteneva Lamarck, oppure erano immutabili nel tempo, come sostenevano gli altri scienziati del tempo, tra cui Cuvier.
C Cuvier (1769-1832) era un abile paleontologo che nella sua opera monumentale Recherches sur les ossemants fossiles del 1812, spiegava la scomparsa di molte specie vissute in passato ammettendo che a più riprese la terra era stata scossa da cataclismi tali da annientare più volte gli organismi che la abitavano. Secondo Cuvier il ripopolamento della terra, che avveniva dopo i cataclismi, era il frutto di nuove creazioni. Cuvier negava ogni evoluzione della specie, per lui erano fisse ed immutabili, metteva in risalto, però, l’importanza che il tempo ha avuto nella storia dalla vita sulla terra
Darwin non voleva credere che gli animali si fossero trasformati a causa di una spinta interna al miglioramento, come avrebbe spiegato Lamarck, ma non voleva nemmeno credere che una immensa catastrofe avesse distrutto tutti gli animali antichi, come avrebbe spiegato Cuvier.
Bisognava quindi trovare una risposta a queste domande:
• Quali sono le cause dell’estinzione degli animali preistorici?
• In che modo da una specie se ne forma un’altra più adatta all’ambiente?
B Le isole Galapagos: il “laboratorio” dell’evoluzione.
Durante il suo viaggio Darwin giunse alla isole Galapagos e qui il naturalista incontrò strane piante e strani animali, tra i quali: le tartarughe giganti, le iguane di terra e di mare, i fringuelli.
Darwnin scoprì che, anche se le isole dell’arcipelago erano poco distanti, su ogni isola viveva un particolare tipo di tartaruga gigante, che differivano soprattutto per la forma del carapace.
Lo scienziato fu colpito anche da due tipi di iguane: le iguane di terra e quelle di mare, le prime adatte al nuoto, si nutrono di alghe, sono scure come le rocce delle scogliere marine sulle quali vivono e non si avventurano dal mare per più di dieci metri nell’entroterra dell’isola. Le iguane di terra abitano sempre nell’entroterra, hanno il dorso bruno, il ventre arancio e non si mescolano mai con la specie marina.
Furono, però, i fringuelli a mostrare il più ampio ventaglio di specie.
Il gruppo dei fringuelli della Galapagos è rappresentato da 13 specie che si distinguono per la lunghezza della coda, per la forma del corpo e soprattutto per la struttura del becco. Le forme dei becchi sono adatte alle particolari abitudini alimentari e i fringuelli si nutrono senza darsi fastidio, ma sfruttando tutte le più diverse risorse alimentari offerte dall’isola. Alcune specie hanno il becco adatto alla cattura degli insetti, altre specie adatto a succhiare la linfa degli alberi o a mangiare la linfa carnosa, altre ancora hanno il becco grande e robusto, con il quale schiacciano semi duri e legnosi.
È adattamento all’ambiente il vantaggio che gli animali ricavano dalle loro particolari forme o dai loro colori, che li nascondono alla vista dei nemici.
La somiglianza fra le varie specie fece pensare a Darwin che esse avessero un antenato in comune: uno per le tartarughe, uno per le iguane, uno per i fringuelli.
Bisognava quindi dare una risposta a questa domanda:
• Se le specie discendono da un antenato comune, come si può spiegare l’origine, nello stesso ambiente e allo stesso tempo di tanti adattamenti diversi?
Darwin sapeva che prima di avanzare una qualunque ipotesi sulla evoluzione e sull’adattamento all’ambiente era necessario conoscere altri fatti.
Riflessioni e ricerche sugli allevamenti.
Ritornato in patria Darwin decise di concentrare il suo interesse sulla variabilità delle specie. Gli individui della stessa specie, anche se sono formiche o spighe di grano, non sono mai perfettamente uguale tra loro. Ad esempio i ragazzi della stessa età, dello stesso sesso, differiscono per altezza, corporatura, colore degli occhi, dei capelli. La variabilità è quindi un carattere comune alla vita e si riscontra non solo fra gli individui della stessa specie, ma addirittura fra fratelli di una stessa cucciolata.
Tutto ciò è ben noto agli allevatori. Darwin, era rimasto colpito dall’intuito con cui essi sceglievano nelle nidiate i piccoli da allevare e destinare alla riproduzione.
Alla ricerca di dati sperimentali Darwin stesso si era trasformato in allevatore di colombi.
Ma cosa fa un allevatore?
Ammettiamo che desideri avere colombi con code più belle e più lunghe del normale: scelte alcune coppie di colombi con la coda particolarmente vistosa, l’allevatore le mette nelle gabbie dove ha preparato i nidi e attende la covata.
La maggior parte dei colombi nascerà con la coda uguale a quella dei genitori, ma nasceranno anche colombi con code meno sviluppate e altri, per caso fortunato, con code leggermente più lunghe.
I colombi fortunati possiedono il carattere coda lunga fin dalla nascita e non lo acquistano durante la vita, quindi il carattere si trasmette per eredità ai figli.
Ogni volta che il carattere desiderato compare casualmente, durante l’allevamento, il colombo che lo possiede viene selezionato per la riproduzione.
Dalla prima nidiata l’allevatore seleziona i colombi nati con la coda più lunga e con essi forma nuove coppie; nasce così una seconda generazione, l’allevatore fa le sue scelte, elimina i colombi superflui, ottiene una terza generazione e così via, in questo modo il carattere “coda lunga” si accumula e diventa patrimonio ereditario.
I colombi con la coda lunga sono una varietà delle specie e costituiscono la razza “colombo pavoncello”.
Darwin chiamò selezione artificiale l’attività degli allevatori
La selezione naturale può essere così riassunta:
1. Nelle nidiate e nelle cucciolate, casualmente e spontaneamente si verificano piccole variazioni.
2. L’uomo sceglie e seleziona le variazioni fornite dal caso.
3. Con il passare del tempo le variazioni favorevoli sono accumulate nella stessa direzione, ritenuta utile dall’allevatore.
4. Gli animali selezionati formano mandrie o popolazioni che l’allevatore cerca di mantenere isolate, evitando che si incrocino fra di loro, rimescolando i caratteri.
Darwin, per analogia, pensò che anche negli ambienti naturali ci fosse una forma di selezione che sceglieva gli animali più adatti all’ambiente automaticamente, in base a qualche meccanismo non ancora scoperto.
Sopravvivono i più adatti.
Mentre Darwin rifletteva su questi problemi, lesse il Saggio sulla popolazione di Malthus. Malthus era un economista, il quale aveva cominciato a capire che l’umanità non può crescere a dismisura, perché non si possono produrre alimenti sufficienti per tutti. Malthus riteneva, perciò, che le carestie e le guerre erano meccanismi automatici che riducevano le popolazioni troppo accresciute.
Darwni applicò questo ragionamento alla natura.
Gli animali si riproducono in progressione geometrica:
2,4,8,16,32,64…..
Il cibo cresce in progressione aritmetica.
2,4,6,8,10,12…..
Cosa succederebbe se ogni uovo o seme si sviluppasse per dare origine a un individuo adulto?
Dove troverebbero posto per svilupparsi tutti questi vegetali ?
Darwin prese in considerazione l’elefante, l’animale più lento a riprodursi e, considerando che è conosciuto fin dai tempi di Annibale.

Fece questi calcoli:
1. Una coppia di elefanti vive 100 anni e produce 6 figli, ossia una coppia ogni 30 anni.
2. Partendo con un’unica coppia, dopo la prima generazione gli elefanti diventano:
2*2=4
3. Alla seconda generazione anche i figli si riproducono e diventano:
2*2*2=8
4. Alla terza generazione diventano:
2*2*2*2=16
5. Se tutti gli elefanti neonati morissero solo da vecchi, la popolazione complessiva raddoppierebbe ogni 30 anni. In 300 anni diventerebbero
2*2*2*2*2*2*2*2*2*2= 210
6. A questo ritmo nei 1800 anni trascorsi dall’inizio dell’era Cristiana fino a Darwin, la popolazione degli elefanti originata da un’unica coppia dovrebbe essere:
260
è una quantità tale che non troverebbe posto sulla superficie del pianeta.
Le necessità alimentari cui sono sottoposti tutti gli esseri viventi limitano queste cifre astronomiche.
L’insufficienza di alimenti per tante bocche da sfamare, l’esistenza di carnivori predatori o di erbivori che si nutrono di semi, la limitatezza dello spazio e della luce disponibile, il clima e l’avversità dell’ambiente fisico, sono le cause che operano grandi distruzioni permettendo solo a pochi di essi di diventare adulti.
L’eliminazione opera anche automaticamente la selezione dei più adatti all’ambiente.
Le lepri , ad esempio si riproducono in grande quantità. Ma i leprotti che escono dalla tana sono facili prede per i falchi. Sopravvivono solo i leprotti più veloci nella corsa e quelli che hanno il colore della pelliccia più simile al terreno; sopravvivono i leprotti con i caratteri più adatti.
Come i falchi selezionano le lepri, così la velocità e il colore delle lepri selezionano i giovani falchi eliminando i meno adatti all’ambiente, che non riescono a mangiare. I nuovi nati sono sottoposti, perciò a pressione selettiva, solo i più adatti, superate le avversità (barriera selettiva) diventano adulti e trasmettono ai figli i loro caratteri favorevoli alla sopravvivenza.
EVOLUZIONE PER SELEZIONE NATURALE
Nel 1859, 20 anni dopo il viaggio con la Beagle, Darwin pubblicò le sue scoperte nel libro:
L’origine delle specie per selezione naturale ovvero la conservazione delle razze più favorite nella lotta per l’esistenza.
La teoria di Darwin può essere così riassunta:
1. Gli esseri viventi si riproducono in quantità superiori alle reali possibilità di nutrizione.
2. Gli esseri viventi di una certa specie, pur essendo uguali nei caratteri generali, nascono con piccole differenze o varietà, alcune sfavorevoli, altre più favorevoli alla sopravvivenza. La comparsa delle variazioni è del tutto casuale.
3. L’ambiente elimina le variazioni sfavorevoli e conserva quelle più adatte.
4. I caratteri che compaiono casualmente con la nascita sono ereditari. La selezione accumula le variazioni favorevoli in una stessa direzione, fino a riprodurre nuove specie, per evoluzione.
5. L’evoluzione per selezione naturale avviene sulle popolazioni numerose.
6. Quando da una specie più antica se ne produce una o molte altre più adatte allo stesso ambiente, la selezione provoca l’eliminazione delle specie più antiche, che si estinguono.
Lamarck e Darwin: due teorie a confronto
LA TEORIA DI LAMARCK
LA TEORIA DI DARWIN
Gli antenati della giraffa avevano il collo corto. Per mangiare le foglie degli alberi tendevano ad allungarlo ”sognavano” di averlo più lungo.
Gli antenati della giraffa erano antilopi con il collo corto e brucavano l’erba dal terreno.
Durante la vita della giraffa, per effetto di una spinta interna , il collo si è allungato un poco.
Ad ogni generazione sono nati figli con alcune variazioni, le ristrettezze alimentari hanno favorito i più adatti. Un giorno è nata un’antilope con il collo leggermente più lungo, il fortunato possessore di questo carattere lo ha trasmesso ai suoi figli.
Il carattere “collo lungo”, acquisito durante la vita, è stato trasmesso ai figli. Le giraffe di ogni generazione successiva sono nate con il collo leggermente più lungo dei genitori ed hanno continuato ad allungarlo durante la vita.
Mentre tutti i normali discendenti continuavano a brucare l’erba, quelli che avevano ereditato il collo più lungo riuscivano anche ad arrivare alle foglie basse degli alberi. Erano quindi favoriti, per loro il cibo era più abbondante e non dovevano dividerlo con i competitori. I “colli lunghi”, inoltre riuscivano ad avvistare da lontano i carnivori predatori.
La spinta interna all’allungamento del collo non si è manifestata in tutti gli antenati delle giraffe. Alcuni di essi hanno continuato a brucare l’erba ed hanno dato origine ad altre specie a “collo corto”.
La popolazione originaria ha cominciato a dividersi in due gruppi. I “colli lunghi” hanno dato origine alla specie delle giraffe. Le giraffe hanno continuato a nascere con piccole variazioni con piccole variazioni nella lunghezza del collo. Le giraffe più adatte sono state favorite, le altre sono state eliminate. La selezione naturale, accumulando gli effetti, ha condotto alla giraffa attuale. Anche adesso non tutte le giraffe nascono adatte all’ambiente.
L’allungamento del collo della giraffa è stato graduale e continuo.
L’allungamento del collo della giraffa è stato casuale e discontinuo.

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