Livello Evolutivo: Le Prime Teorie

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LIVELLO EVOLUTIVO ==> LE PRIME TEORIE
IL CONCETTO DI EVOLUZIONE IN PROSPETTIVA STORICA
Più di un milione di specie di organismi P ciascun organismo vive in un ambiente al quale è adatto dal punto di vista anatomico, fisiologico, comportamentale.
Ricercatori = procedono seguendo il metodo scientifico osservano i fatti e raccolgono quanti più dati possibile, cercano di interpretarli, formulano ipotesi e ne controllano sperimentalmente la validità, ove possibile.
Due ipotesi:
• Tutte le specie sono state create come noi oggi le conosciamo e le relazioni che esistono tra esse riflettono l’idea che un Creatore impresse all’organizzazione del mondo (creazionismo).
• Tutte le specie sono discendenti naturali di un antenato comune e le loro relazioni riflettono le vicinanze genealogiche lungo un albero evolutivo.
Seconda ipotesi ==> più valida. La serie dei cambiamenti, subiti dagli organismi nel corso delle generazioni successive, è stata chiamata evoluzione e la teoria a essa relativa si contrappone alla precedente visione fissista.
Evoluzione biologica e evoluzione cosmica E evoluzione attraverso una lunga storia non programmata ma in continuo graduale cambiamento.
Eppure l’evoluzione biologica è, per molti aspetti, molto diversa dall’evoluzione cosmica.

più complicata e i sistemi viventi prodotti sono di gran lunga più complessi di qualsiasi altro sistema non vivente.
Geologia ruolo importante dimostra che la crosta terrestre cambiava nel tempo e che alcune specie fossili presenti negli strati rocciosi non erano altro che specie estinte.
• Eventi geologici = spiegabili non con catastrofi ma con una lunga e continua azione di forze di vario tipo,
• Gli stessi processi sono responsabili tanto degli eventi del passato quanto di quelli attuali.
Ricerca scientifica = ha fornito una serie di prove, ricavate dagli studi su fossili e su esseri viventi, documentando il processo evolutivi che si è compiuto sulla Terra ==> oggi l’evoluzione è considerata una realtà.
È ancora oggetto di ipotesi, di ricerca e di discussione il modo in cui la ricerca si è compiuta.
LE PROVE DELL’EVOLUZIONE
Testimonianze dirette e tangibili del processo evolutivo degli organismi = fossili.
Altre testimonianze = embriologia, anatomia comparata… e recentemente alo studio del DNA degli organismi.
Prove della paleontologia:
Paleontologia = scienza che studia i fossili (fossile = resto o segno dell’attività di un essere vivente che è vissuto in un epoca precedente alla nostra).
Fossili = datati mediante metodi opportuni = i fossili più antichi hanno struttura meno complessa dei fossili più recenti e, in una serie di strati rocciosi che non hanno subito spostamento, si trovano negli strati più profondi, quelli più recenti negli strati più superficiali.
Conclusioni = prime forme di vita erano più semplice e furono poi affiancate o sostituite da forme più complesse. Inoltre i fossili più antichi appartengono a organismi vissuti in un ambiente acquatico, solo più tardi hanno fatto la loro comparsa vegetali e animali con caratteristiche via via più adatte all’ambiente terrestre.
Vertebrati = ricca documentazione fossile = prova del fatto che l’evoluzione non è solo un’ipotesi, ma un evento reale.
Prove dell’anatomia comparata:
Anatomia comparata = scienza che mette a confronto le strutture dei vari organismi.
Esame attento E rivela che strutture appartenenti ad animali diversi apparentemente molto diverse, corrispondono a uno stesso schema generale ==> progenitore comune con glia arti foggiati secondo un modello di base che poi ha acquisito una struttura particolare, più adatta all’ambiente e al modo di vita = strutture omologhe i stesso modello di base ma svolgono funzioni differenti = evoluzione divergente.
Altri organismi = forme o strutture molto simili che svolgono la stessa funzione ma che non hanno uno stesso piano organizzativo perché non hanno uno stesso progenitore = strutture analoghe svolgono la stessa funzione e si assomilgliano = evoluzione convergente
Prove dell’embriologia comparata:
Confrontiamo gli embrioni di organismi differenti primi stadi di sviluppo = notevole somiglianza del loro aspetto. Ma con il procedere dello sviluppo l’embrione tende ad assumere le caratteristiche della forma adulta e le differenze tra embrioni si fanno più marcate.
“L’ontogenesi ricapitola la filogenesi” = lo sviluppo embrionale di un individuo è la ricapitolazione degli stadi evolutivi del gruppo cui appartiene.
Prove della citologia:
Citologia = scienza che studia la morfologia e la fisiologia della cellula.
Gli esseri viventi sono tutti costituiti da cellule simili tra loro = sono tutte dotate di organuli con medesima forma, struttura e funzione.
Identità di strutture I implica un grado di affinità tra i vari organismi e rapporti filogenetici comuni lungo il processo evolutivo.
Prove della biochimica e della biologia molecolare:
Esseri viventi = costituiti dalle stesse molecole di base, molte delle quali formano macromolecole come le proteine e gli acidi nucleici. Anche i percorsi metabolici utilizzati dagli organismi sono essenzialmente gli stesi = respirazione cellulare, sintesi proteica. Le informazioni genetiche sono scritte con lo steso codice (universale). Lo studio di singole macromolecole con la stessa funzione, proteine e geni specifici, in organismi diversi produce di continuo altre testimonianze del processo evolutivo.
DNA ricombinante = impatto sugli studi evoluzionistici che cercano di determinare i rapporti ancestrali tra gli organismi viventi.
Analisi delle sequenze degli aminoacidi nelle proteine e delle sequenze delle basi nel DNA.
Orologi molecolari = considerando lo stesso gene o la stessa proteina in due specie differenti, le differenze si sono andate accumulando dal momento della divergenza evolutiva da un antenato comune O proteine e geni specifici sono tanto più diversi quanto più lontani evolutivamente sono gli organismi che le possiedono. Si assume che al velocità di cambiamento sia stata pressoché costante.
Tecniche utilizzate ==> prima l’ibridazione DNA – DNA (attitudine dei singoli filamenti a riconoscere e legare catene complementari) poi il sequenziamento (attuabile in tempi brevi).
Studio DNA mitocondriale come orologio molecolare S più valido di quello del menoma nucleare.

non subisce ricombinazione, tasso di mutazione più alto, accumula differenze in tempi brevi.
Studio dei geni che controllano lo sviluppo embrionale S organismi lontani dal punti di vista evolutivo, hanno geni simili disposti in modo corrispondente sui cromosomi, a controllare lo sviluppo della testa, delle porzioni del tronco, dell’occhio =i geni che dirigono lo sviluppo si sono straordinariamente conservati.
Tutto ciò costituisce una prova ulteriore dell’origine comune degli organismi.
LE TEORIE DELLA BIOLOGIA NEL XIX SECOLO
Georges Cuvier G teoria delle catastrofi per spiegare per spiegare la successione delle diverse faune fossili.

ogni catastrofe avrebbe distrutto le forme di vita già esistenti, dopo ogni cataclisma si creano nuovi organismi. L’ultima catastrofe corrisponde al diluvio universale seguito dalla comparsa delle forme di vita attuali.
La teoria di Lamarck
Uno dei primi e più interessanti tentativi di spiegare l’evoluzione.
1809 con tre concetti:
• Teoria della necessità T i nuovi caratteri che compaiono negli esseri viventi sono una risposta ai bisogni degli organismi che vivono in un ambiente in continuo mutamento,
• Teoria dell’uso e del non uso T gli organi rimangono attivi e si sviluppano con l’uso, regrediscono e scompaiono se non vengono usati,
• Teoria dell’ereditarietà dei caratteri acquisiti a i caratteri acquisiti dagli organismi durante la loro vita, vengono trasmessi per eredità alle generazioni successive.
Teoria = le specie nuove si evolvono, nel corso di numerose generazioni, grazie all’acquisizione di caratteri nuovi in risposta alle necessità o grazie alla perdita di caratteri vecchi per il disuso.
Il destino dei caratteri acquisiti
Weismann W inizio del XX secolo esperimento sui topi
Teoria della continuità della linea germinale (1883) T ogni organismo animale complesso si può considerare costituito da due gruppi cellulari distinti e indipendenti: le cellule che compongono il corpo, o soma, (della linea somatica) e le cellule che verranno trasmesse ai discendenti e dalle quali deriveranno i gameti (cellule della linea germinale). Quando l’organismo muore, le variazioni acquisite dalle cellule somatiche scompaiono con esso, pertanto le variazioni acquisite dalle cellule somatiche non vengono trasmette in eredità ai discendenti. Un cambiamento prodotto nelle cellule germinali è il solo che possa essere eventualmente trasmesso in eredità alle generazioni successive e le cellule germinali sono pressochè immortali.
1859. la teoria di Darwin
Charles Darwin nato nel 1809 manifestò fin dalla giovinezza forte interesse per le scienze naturali.
Viaggio sul Beagle V nel 1831 e protrattosi per cinque anni = osservazioni sulla fauna delle isole Galapagos = si accorse che le popolazioni delle varie isole erano specie in formazione, tutte aventi un’origine comune, riconducibile ad antenati vissuti sulla terraferma.
Teoria dell’economista Malthus = importante contribuito alla concezione delle idee darwiniane

sull’accrescimento delle popolazioni umane = squilibrio esistente tra i ritmi di produzione e i mezzi di sussistenza. Anche nella maggior parte delle specie animali il numero degli individui generati è tale che se tutti riuscissero a sopravvivere non troverebbero poi cibo in quantità adeguata.
Darwin inoltre conosceva le tecniche degli allevatori che adoperavano la selezione artificiale, scegliendo per la riproduzione gli individui dotati di quei caratteri che si desideravano nella discendenza.
• Gli organismi viventi hanno una progenie molto più numerosa di quella che sarebbe necessaria per la conservazione della specie. Il numero degli individui che formano una determinata specie tende a rimanere più meno costante, perché di tutti gli organismi che nascono solo pochi raggiungono la maturità e riescono a riprodursi.
• In ogni popolazione c’è una grande varietà di caratteri tra i singoli individui, anche se essi appartengono tutti alla medesima specie = le differenze presentano variabilità continua e sono in larga misura ereditabili.
• Non tutti i caratteri hanno lo stesso peso. Alcuni possono essere vantaggiosi, altri indifferenti o addirittura dannosi. Su questa variabilità agisce l’ambiente, che selezione gli individui più adatti a sopravvivere e a riprodursi = selezione naturale x cui solo i portatori di caratteri vantaggiosi potranno risultare vincitori nella lotta per l’esistenza.
L’adattamento è quindi qualsiasi condizione che aumenti la capacità di un certo organismo di sopravvivere in un certo ambiente.
Lamarck e Darwin a confronto
Differenza = momento in cui si verificala variazione biologica.
Lamarck = l’organismo sviluppa o perde certe strutture dopo che l’ambiente si è modificato assumendo caratteristiche nuove.
Darwin = certe variazioni erano già presenti nella popolazione prima che l’ambiente si modificasse e che la selezione naturale ha il compito di scegliere le caratteristiche più adatte alle nuove esigenze ambientali.
Origine della variabilità individuale
Grazie a Darwin la biologia diventò molto più di una raccolta di osservazioni e dati = riteneva particolarmente importanti le differenze esistenti tra individui della stessa specie che si presentavano sotto forma di variabilità continua.
Fonte della variabilità continua = chiarita dalla genetica.
De Vries = cambiamenti macroscopici ereditari, mutazioni, erano fondamentali ai fini evolutivi. 1901 teoria delle mutazioni = le nuove specie si originerebbero in seguito a cambiamenti improvvisi, non graduali.

LIVELLO EVOLUTIVO ==> L’EVOLUZIONE ALLA LUCE DELLA GENETICA
LA TEORIA SINTETICA DELL’EVOLUZIONE E ALCUNI SVILUPPI SUCCESSIVI
Inizi del 1900 = studi di genetica 1 basi per un nuovo approccio allo studio dei processi evolutivi:
processo evolutivo possibile solo in presenza della produzione di variabilità

riproduzione sessuale e mutazioni
selezione naturale = fenomeno riproducibile in laboratorio.
Teoria sintetica o neodarwinismo T anni ’30 – ’40 teoria darwiniana alla luce della genetica

• Rifiuto ereditarietà caratteri acquisiti,
• Importanza gradualità di processo evolutivo,
• Importanza preminente della selezione naturale.
Gradualità del processo evolutivo = rifiutata
Mutazioni sistematiche per spiegare l’origine dei grandi cambiamenti evolutivi p avvengono per salti.
Macroevoluzione = cambiamenti sistematici, microevoluzione = cambiamenti nell’ambito della specie.
Teoria degli equilibri punteggiati = l’evoluzione avviene in rapide fasi di transizione (punteggiature) intervallate da lunghe stasi.
L’EVOLUZIONE COME CARATERISTICA DELLE POPOLAZIONI
Organismo vivente O in continuo rapporto con altri organismi che formano la popolazione.
Popolazione = individui della stessa specie che si incrociano fra loro e abitano una stessa località.
Individui di una popolazione I caratterizzati da un’immensa varietà (morfologica, anatomica, comportamentale) = differenze a livello dei loro geni.
Pool genico = insieme di tutti i geni nelle differenti forme alleliche possedute complessivamente dai membri di una popolazione.
Popolazione P particolare pool genico con i differenti alleli presenti con frequenze geniche definite.
Origine della variabilità genetica
Diversità dei caratteri = riproduzione sessuale e mutazioni.
Riproduzione sessuale = creare con materiale già esistente una nuova variabilità ad ogni generazione = ricombinazione genica.
Gametogenesi = crossing – over + assortimento indipendente dei cromosomi = nuove combinazioni genetiche.
Specie con grande variabilità = molte combinazioni geniche = adattarsi più rapidamente a nuove condizioni naturali.
Organismi che si riproducono non sessualmente O aumentare la variabilità attraverso mutazioni o immigrazione di nuovi genotipi dall’esterno. Riproduzione non sessuale = conservativa.
Riproduzione sessuale = più vantaggiosa per l’evoluzione

produce nuove combinazioni geniche, ma non impone modificazioni nelle frequenze dei geni.
Mutazioni = fenomeni capaci di produrre modificazioni nelle frequenze geniche e novità nel pool genico.
Mutazioni trasmesse alla generazione successiva = mutazione nelle cellule della linea germinale.
Probabilità di mutazione di un singolo gene = fra 1/104 e 1/109 = tasso basso ma costante.
Mutazioni = in gran parte recessive e non si esprimono = raramente qualcuna conferisce vantaggio e si afferma all’interno del pool genico.
POPOLAZIONE IN EQUILIBRIO
Frequenza di un allele = misura di quanto esso sia diffuso.
Gene = due forme alleliche, somma della frequenze = 1
P + q = 1
Equazione di Hardy – Weinber = descrive la distribuzione delle frequenze degli individui omozigoti dominanti, eterozigoti e omozigoti recessivi in funzione delle frequenze alleliche E si mantiene stabile
p2 + 2pq + q2 =1

omo etero omo
dom rec
vero solo per una popolazione ideale in cui si attuino i seguenti eventi:
• No mutazioni,
• Accoppiamento solo casuale,
• Popolazione mantenuta di grandi dimensioni,
• Popolazione isolata da altre popolazioni e no selezione.
ALTERAZIONE DELL’EQUILIBRIO
Popolazione = non si mantiene stabile ma muta nel tempo
Punto di vista genetico d evoluzione = qualsiasi cambiamento nella composizione del patrimonio ereditario di una popolazione.
Le mutazioni
Mutazione che trasforma un allele in un altro = variazione nelle frequenze alleliche

non dirigono l’evoluzione stessa n modificano a poco a poco le frequenze geniche.
Accoppiamento non casuale
Accoppiamento casuale = due individui sia accoppiano indipendentemente dal loro corredo genetico (polline al vento) = libero flusso genico.
Accoppiamento non casuale = qualche aspetto del fenotipo influenza la scelta del partner con cui accoppiarsi A maschio o femmina attraggono gli individui di sesso opposto mostrando attributi.
Portatori dei caratteri più scelti = maggiori opportunità di accoppiarsi e tramandare i caratteri nella generazione successiva (selezione sessuale).
Umani = accoppiamento non casuale .
Riduzione delle dimensioni della popolazione
Popolazione molto vasta = probabilità che una forma di un gene vada perduta è piuttosto bassa.
Esempio concreto dell’importanza delle dimensioni = EFFETO DEL FONDATORE = se pochi individui si separano dalla popolazione per stabilirne una nuova il campione di geni non riflette nelle frequenze quello originario. Un gene non comune potrà essere amplificato quando la popolazione cresce (Amish = rara malattia genetica ha frequenze insolitamente elevate).
Eventi naturali = possono ridurre il numero dei componenti di una popolazione e la piccola popolazione può rimanere geneticamente uguale a quella di origine = COLLO DI BOTTIGLIA
Deriva genetica = si riferisce a cambiamenti imprevedibili della frequenza genetica, più comuni nelle piccole popolazioni.
Immigrazione ed emigrazione
Raramente una popolazione si mantiene isolata = immigrazione ed emigrazione n comuni sono i comportamenti che vedono individui maschi lasciare il gruppo di origine in cerca di una compagna.
Individui di una popolazione o materiale genetico sotto forma di gameti lascia una popolazione e arriva in un’altra a varia la frequenza genica delle popolazioni.
La selezione naturale
Selezione naturale = forza creatrice dell’evoluzione
Alcuni individui = forme alleliche di fenotipi che forniscono qualche vantaggio.
Posseder alleli vantaggiosi = sopravvivere più probabilmente di altri e riprodursi = variazioni delle frequenze geniche della popolazione.
Selezione direzionale S selezione = cambiamento fenotipico della popolazione.

melanismo industriale = selezione come risposta a cambiamenti ambientali legati all’industrializzazione.
Farfalle (si posano sulle betulle) quasi tutte di colore chiaro e poche scure.
Città = centro industriale = tronco delle betulle diventa scuro = le farfalle ora sono per lo più scure.
Il cambiamento subentrato viene definito adattamento = condizione che aumenti le possibilità di un organismo di sopravvivere in un certo habitat.
L’ambiente agisce selezionando gli organismi più adatti.

LIVELLO EVOLUTIVO ==> L’ORIGINE E L’EVOLUZIONE DEI VIVENTI
L’EVOLUZIONE PREBIOTICA
Vita = presente sulla Terra meno di 1 miliardo di anni dopo la formazione della Terra (4.6 miliardi di anni fa).
Incerte le modalità in cui si sono formate le prime cellule e il luogo in cui avvennero queste prime fasi prebiotiche.
Ipotesi esogena = arrivo dallo spazio di molecole organiche o di vere e proprie strutture viventi.
Teoria della panspermia = provenienza spaziale di germi che avrebbero portato al vita sulla Terra.
Da un punto di vista statistico è improbabile che una serie di avvenimenti identica a quella che ha originato al vita sulla Terra possa essersi verificata con successo in un altro luoog dell’Universo.
La sintesi prebiotica
Terra = formata dallo scontro e poi dall’aggregazione di corpi di più piccole dimensioni.
Età della Terra = ricavata datando (decadimento isotopi radiattivi) le rocce terrestri sia di altri corpi con la stessa origine (Luna, meteoriti).
Alta temperatura = fusione dei materiali = ridistribuzione per densità crescente dalla superficie verso il centro = atmosfera primitiva: azoto, metano, ammoniaca, idrogeno, vapor acqueo e priva di ossigeno (fattore di instabilità per le molecole organiche). Contemporaneamente si forma la superficie solida = nelle cavità si raccoglie l’acqua dalla condensazione del vapore atmosferico = mari e oceani.
Ipotesi fondamentale sull’origine della vita I Oparin prevede una fase di evoluzione chimica (dai composti dell’atmosfera primitiva grazie a fonti energetiche come raggi ultravioletti e scariche elettriche sono stati sintetizzati composti organici in grande quantità).
1953 Miller 1 sostegno all’ipotesi di Oparin riproducendo in laboratorio le condizioni dell’atmosfera primitiva e usando scariche elettriche per produrre energia dimostrò la formazione di aminoacidi e monosaccaridi. Da queste piccole molecole si formarono poi macromolecole o Fox ha dimostrato che gli aminoacidi sottoposti a riscaldamento polimerizzano e formano catene proteiche (protenoidi).
Le molecole biologiche
Ipotesi sintesi prebiotica I formazione di aminoacidi.
Problema P aminoacidi possiedono chiralità (si presentano in due forme che differiscono per il fatto di essere una speculare all’altra) glia aminoacidi degli organismi possiedono solo una delle due forme, la forma L, ma dai risultati degli esperimenti di Miller si producono entrambe le forme in ugual quantità l per gli aminoacidi rinvenuti sui meteoriti è stato rilevato un leggero eccesso di forme L.
Prove di laboratorio sul tipo di quelle di Miller hanno dimostrato che è possibile realizzare ciascuno stadio della sintesi dei ribonucleotidi.
L’ipotesi di un antico mondo a RNA
Riproduzione = caratteristica distintiva degli esservi viventi = alla base di questa caratteristica c’è la capacità della molecola di DNA di autoduplicarsi, producendo una copia fedele di se stessa o può avvenire solo grazie alla presenza di proteine enzimatiche che richiedono l’informazione portata dalle molecole di DNA.
RNA R privilegiato come prima molecola in grado di dare origine al sistema genetico.
Molecole di RNA (ritenute “fossili molecolari”) possiedono doti enzimatiche, possono tagliare e ricucire RNA preesistente, produrre copie di se stesse, sintetizzare un nucleotide a partire dalla base azotata e da ribosio legato all’ATP.
Risultati = ipotesi reale di un mondo primordiale a RNA m in fasi successive, dopo aver diretto la sintesi alcune proteine l’RNA avrebbe dato origine a catene a doppio filamento di DNA.
Ipotesi sui primi organismi
Primo gradino verso l’evoluzione di forma cellulari = formazione di aggregati pluricellulari di macromolecole.
Coacervati C goccioline di polimeri che si formano spontaneamente in ambiente acquoso e si dividono qualora troppo grossi.
Esperimenti con fosfolipidi in ambiente acquoso hanno dimostrato che questi composti tendono a costituire spontaneamente doppi starti che si racchiudono su se stessi e formano goccioline sferiche (micelle) o fenomeno analogo avrebbe potuto dare origine ai precursori delle membrane cellulari.
Per le molecole di origine extraterrestre le prove hanno prodotto strutture sferiche autoassemblanti.
Organismi più vicini alla cellula primigenia = simili agli attuali archeobatteri (anaerobi obbligati) e che si siano originati in sede apri alle bocche idrotermali con abbondanza di composti contenenti zolfo, dove vivono batteri estremofili.
I PASSI SUCCESSIVI
Vita = originata nell’acqua dove si erano accumulate sostanze organiche prodotte secondo l’ipotesi della sintesi prebiotica. Nutrirsi utilizzando le stesso sostanze organiche dalle quali si erano formati.
Atmosfera primitiva = no ossigeno = metabolismo anaerobico.
Con l’andar del tempo C accresciuto numero di cellule sostanze organiche sempre meno concentrate comparsa in alcune cellule di meccanismi chimici in grado di sfruttare fonti esogene di energia nasce così il metabolismo autotrofo con l’apparizione poi di un meccanismo fotosintetico simile a quello delle piante attuali consumo di acqua e produzione di ossigeno molecolare. Apparizione fotosintesi progressivo aumento della concentrazione di ossigeno nell’atmosfera e prima difendersi dall’ossigeno evolvendo adeguati meccanismi enzimatici, in seguito sfruttarlo mediante il processo della respirazione cellulare nacque così il metabolismo aerobico e la capacità di utilizzare l’ossigeno divenne un enorme vantaggio evolutivo.
Liberazione dell’ossigeno e il suo progressivo accumulo nell’alta atmosfera L formazione dello strato di ozono che è in grado di fermare i raggi ultravioletti la presenza di uno schermo protettivo permise alla vita di uscire dall’acqua e colonizzare le terre emerse.
La teoria sull’origine della cellula eucariote
Batteri = organizzazione elementare della loro cellula. Fossili simili a essi trovati in rocce di più di 3.5 miliardi di anni fa.
Cellula eucariote = origine dall’evoluzione di antenati procarioti ma non esistono testimonianze fossili né organismi viventi con caratteristiche intermedie.
Eucarioti = organizzazione di gran lunga più elaborata (DNA, controllo della sua espressione, modalità di divisone cellulare), in particolare il citoplasma.
Ciò nonostante le somiglianze fra procarioti ed eucarioti sono numerose e testimoniano un’innegabile relazione C i percorsi metabolici più importanti connessi con il metabolismo energetico sono già presenti nei procarioti. Il momento di inizio della divergenza evolutiva fra i due gruppi è valutato approssimativamente prima di 3 miliardi di anni fa.
Indizio illuminante I emerso dall’analisi dei mitocondri e cloroplasti presenti nel citoplasma tali organuli siano derivarti da antichi batteri simbionti.
Teoria dell’origine simbiotica della cellula eucariote mitocondri derivano da primitivi batteri ametabolismo ossidativi divenuti, in tempi remoti, endosimbionti di una cellula più grande a metabolismo aerobico.
Mitocondri M somigliano per dimensioni, forma e riproduzione ai batteri.
Cloroplasti C corrispondono per le stesse ragioni ai cianobatteri.
Sono emerse anche strette somiglianze fra il materiale genetico dei procarioti e quello presente in mitocondri e cloroplasti, gli unici organuli ad avere un proprio DNA, analogie biochimiche e metaboliche fra i processi che hanno luogo negli organuli e quelli propri dei procarioti corrispondenti continuano tuttora ad accumulare col progredire della ricerca scientifica.
Simbiosi con i batteri non può essere stata la prima tappa nella trasformazione della cellula procariote verso quella eucariote.
Procariote ancestrale P digeriva il proprio cibo all’esterno espansione e ripiegamento della membrana periferica aumentando di dimensioni l’organismo e permettendo alla digestione di avvenire all’interno. Con modalità analoghe si sviluppò il nucleo, ricco di DNA e i comparti del reticolo endoplasmatico. Acquisizione di citoscheletro = permette la fagocitosi. Dal procariote ancestrale si è evoluto un fagocita primitivo.
La pluricellularità
Tra 1 miliardo e 570 milioni di anni fa
I grandi intervalli di tempo nella storia della Terra
Eone criptozoico E si estende da 4.6 miliardi di anni fa a 570 milioni dai anni fa. Tempo della vita nascosta.
Eone fanerozoico c da 570 milioni di anni fa ad oggi. Tempo della vita manifesta.
Storia della Terra divisa in ampi intervalli di tempo chiamati ere: archeozoica, paleozoica, mesozoica, cenozoica, neozoica.
Cenni dell’evoluzione degli organismi nelle ere geologiche
Mari prima del paleozoico i popolati da alghe e battrei, poi protesti.
Pluricellulari = compaiono prima le spugne mentre i vertebrati sono gli ultimi.
Ordovinciano = pesci acquatici,
devoniano = compaiono i polmoni per uscire dall’acqua.
Carbonifero = si evolvono i rettili che realizzano l’uovo con guscio.
Mesozoico = uccelli e mammiferi con maggiori possibilità di adattamento (termoregolazione).
Cenozoico = evoluzione di mammiferi e uccelli che occupano tutti gli ambienti. Verso al fine dell’era compaiono gli ominidi e i primi rappresentanti del genere Homo.
LIVELLO EVOLUTIVO ==> L’EVOLUZIONE DELL’UOMO
L’EVOLUZIONE DEGLI ANTENATI DELL’UOMO
Reperti fossili = uomo appartiene a una classe che deriva da un gruppo di rettili primitivi, tetrapsidi, vissuti 200 milioni di anni fa.
Mammiferi primitivi = dimensioni di un gatto e denti taglienti, quindi carnivori, grandi cavità orbitali in posizione frontale = vivevano di notte.
Per circa 100 milioni di anni = vissuti nell’ombra P Terra dominata dai dinosauri

scomparsi in breve tempo = dopo una lunghissima fase di dominio evolutivi non possedevano più una variabilità genetica sufficiente per affrontare grandi cambiamenti dell’ambiente. Fine Cretaceo (65 milioni di anni fa) scomparvero e cominciò l’evoluzione esplosiva dei mammiferi secondo diverse linee evolutive.
Uomo = ordine dei primati.
I probabili antenati diretti dell’uomo
Evoluzione dei primati = inizio 60 – 65 milioni di anni fa E piccolo gruppo di mammiferi insettivori si adattò alla vita sugli alberi.
Negli ultimi 30 milioni di anni N evoluzione di un ramo si fece più rapida e significativa per l’uomo.
Primati P mammiferi con arti plantigradi e quelli inferiori in grado di ruotare (mentre l’animale è sull’albero il corpo può essere spostato e sostenuto in ogni posizione), equilibrio e controllo dei movimenti sono ben sviluppati, la vista ha preso il sopravvento sull’olfatto ed è acuta e gli occhi si spostano progressivamente verso al parte anteriore della testa, consentendo una vista tridimensionale.
Primati = produssero una notevole radiazione seguendo vie evolutive molto varie.
Africa A da un ceppo di primati simili al tarsio si differenziarono le grandi scimmie. Alcune = si adattano alla vita sugli alberi gli arti posteriori sono lunghi e potenti e quelli anteriori corti e permettono di afferrarsi ai rami, la locomozione avviene carponi.
Altri primati abbandonarono la vita sugli alberi A tornano al suolo e solo alcuni si rifugiano sugli alberi per la notte, altri adottano al stazione eretta = modo di camminare che lascia libere le mani e consente un maggiore sviluppo del cranio.
L’era quaternaria
Quaternario = 1.5 milioni di anni fa. Molti eventi di importanza notevole sotto il profilo evolutivo:
• Profonde variazioni del clima, cinque glaciazione alternate a periodi interglaciali più caldi,
• La comparsa dell’uomo.
Variazioni climatiche = cambiamenti nella flora e nella fauna e numerose migrazioni.
Periodi glaciali = nostri antenati rifugiati nelle caverne dove ora si trovano i loro resti fossili e le tracce delle loro industrie.
Homo sapiens è comparso probabilmente con l’ultima glaciazione.
L’EVOLUZIONE BIOLOGICA DELL’UOMO
Interpretazione dei reperti è spesso controversa I attualmente la discussione sull’origine dell’Homo sapiens è più che aperta.
L’origine degli ominidi si fa risalire da 8 a 6 milioni di anni fa L tuttavia testimonianze fossili estremamente scarse.
Metodi biochimici M gorilla, scimpanzé e ominidi hanno un progenitore comune esistito non più di 6 milioni di anni fa ma nessun fossile è conosciuto.
Studi sul DNA suggeriscono l’esistenza di un antenato comune a uomo e scimpanzé.
Nell’evoluzione biologica che ha portato all’uomo alcune trasformazioni sono fondamentali e più importanti e caratterizzanti di altre:
• Assunzione della stazione eretta e dell’andatura bipede,
• Aumento in volume del cranio e quindi del cervello,
• Uso del linguaggio articolato.
Grazie a queste modificazioni l’uomo si è differenziato dai progenitori e ha assunto le caratteristiche biologiche e intellettive che lo hanno portato ad essere l’Homo sapiens di oggi.
Gli australopiteci
Australopithecus A rappresentanti della famiglia degli ominidi ==> locomozione bipede, statura bassa e lunghe braccia, una buona capacità cranica e altri caratteri decisamente umani.
Lucy = ritrovato in Etiopia il 40% dello scheletro di sesso femminile classificata come Austarlopitehcus afarensis, specie documentata fra 3.9 e 3 milioni di anni fa. Attribuite a questa specie anche le impronte lasciate sulle ceneri vulcaniche in Africa orientale datate 3.6 milioni di anni fa.
Au. afarensis poi afrucanus, robustus, aethiopicus, boisei.
Kenya = recenti scoperte r australopithecus Anamensis = locomozione bipede e esistevano gia da circa 4.2 o 3.9 milioni di anni fa, forte somiglianza con la specie di Lucy.
I più antichi rappresentanti del genere Homo
segue le mandrie, diviso in clan, possedendo il fuoco può spingersi a medie latitudini.
Homo habilis H capacità di fare utensili rudimentali.
Homo erectus H segue le mandrie, diviso in clan, possedendo il fuoco può spingersi a medie latitudini, migrazione e caccia in gruppo.
Homo neanderthalensis e Homo sapiens a evoluzione culturale, abile costruttore, sviluppa il gusto estetico, comincia a seppellire i morti, vive in caverne, elabora la religiosità e un pensiero che va al di la del contingente, nascita di nuclei più ristretti (famiglia), nascita della tradizione. Allevamento e agricoltura. Società patriarcale, donna era in grado di dare la vita, solidarietà all’interno della società.
LIVELLO DEL MONDO DEI VIVENTI
LA CLASSIFICAZIONE DEGLI ESSERI VIVENTI E IL CONCETTO DI SPECIE
Linneo riconobbe, come principio scientificamente valido, la suddivisione del mondo dei viventi in due grandi regni, il regno vegetale e quello animale.
Secondo Linneo le specie erano fisse e immutabili, frutto della creazione divina.
Si dice oggi che due organismi appartengono alla stessa specie non solo quando sono molto simili, ma quando dal loro accoppiamento nascono figli fecondi, anch’essi simili ai genitori.
Ogni specie viene denominata con una coppia di nomi latini, nomenclatura binomiale. Il primo nome indica il genere, il secondo la specie e deve iniziare con al lettera maiuscola. Per definire meglio una specie i botanici usano poi far seguire un’abbrevviaizone del nome del ricercatore che l’ha descritta per la prima volta.
Le categorie tassonomiche.
Generi simili vengono raggruppati in un insieme ancora più vasto, la famiglia, poi l’ordine, la classe e all’apice il philum. Di tutti questi gruppi però soltanto la specie e il philum sono entità naturali: per le altre categorie sistematiche, genere e famiglia, ordine e classe, che facilitano il lavoro di classificazione, non si è certi se si tratti sempre di raggruppamenti naturali. Molte categorie sono probabilmente artificiali.
Uomo: regno Animalia, phylum Cordata, subphylum vertebrati, classe Mammalia, ordine Primates, famiglia Hominidae, genere Homo, specie Homo sapiens sapiens.