Evoluzione e storia della Terra

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LA TEORIA DI DARWIN
L’idea che la terra a tutte le forme viventi fossero statiche e che il pianeta avesse al max 6000 anni dominò la cultura occidentale x parecchi secoli. Nel 18esimo secolo Gorge Buffon, studiando i fossili, ipotizzò che la terra avesse molto + di 6000 anni. Nel 1766 buffon sostenne che specie diverse potevano derivare da antenati comuni, anche se finì poi x argomentare contro la sua stessa tesi. Lamarck ipotizzò che l’esistenza dei fossili e le attuali diversità di esseri viventi, fosse dovuta all’evoluzione. Egli ipotizzò che in seguito all’uso o al disuso di una parte del corpo, l’individuo tende a sviluppare certe caratteristiche e a trasmetterle ai discendenti.
Charles Darwin nacque nel 1809 e all’età di 22 anni iniziò un viaggio x mare intorno al mondo che influenzò profondamente il suo pensiero. D. passò la maggior marte del tempo della navigazione a collezionare fossili e ad annotare gli adattamenti tipici degli organismi dell’america del sud. D. lesse lyell e il suo lavoro gli fece comprendere che le forze naturali modificano gradualmente la superficie terrestre e che qst forze sono tuttora attive. Tornato in Inghilterra scrisse un lundo saggio che conteneva i principali punti della sua teoria evolutiva. Nel 1855 Wallace conducendo alcune ricerche in Indonesia concepì una teoria identica a qll di D. Nel 1859 d. presentò al mondo la sua teoria evolutiva pubblicando il testo completo de l’evoluzione della specie mediante selezione naturale. Egli ipotizzò che i discendenti dei primi organismi viventi si fossero diffusi in diversi habitat nel corso di milioni di anni e che avessero accumulato numerose modifiche indispensabili x adattarsi ai diversi tipi di vita.

STUDIO DEI FOSSILI
Le sostanze organiche degli organismi morti generalmente vanno incontro a rapida decomposizione, ma le parti dure degli animali che sono ricche di minerali, spesso hanno potuto fossilizzarsi. Talvolta resti di organismi morti sono trasformati in roccia tramite un processo chiamato mineralizzazione; questa avviene quando i minerali disciolti questa avviene quando i minerali disciolti nelle acque del suolo penetrano nei tessuti degli organismi morti e si sostituiscono al materiale organico. Quando gli animali morivano erano ricoperti dal fango del fondo marino e, dopo che il materiale organico del loro corpo si decomponeva, rimaneva impresso nel fango lo stampo dei loro gusci vuoti. Alcuni stampi si riempirono poi d’acqua; quando i minerali in essa disciolti si fissarono e si indurirono, presero la forma degli stampi. La documentazione fossile, ossia la serie di fossili che affiorarono dagli strati delle rocce sedientarie, fornisce una delle prove + importanti dell’evoluzione. Molti organismi che vivono sulla terraferma possono essere trasportati in mare o nelle paludi, ricoperti di sabbia e poi seppelliti dai sedimenti. La documentazione fossile evidenzia che gli organismi sono apparsi in sequenza cronologica. I + antichi risalgono a 3,5 miliardi di anni fa e sono procarioti; studi molecolari e cellulari fanno ritenere che essi siano i precursori di tutti gli organismi viventi. I fossili degli stati + recenti, invece, rivelano l’evoluzione di diversi gruppi di organismi eucarioti. È possibile trovare nella documentazione fossile alcuni collegamenti esistenti tra gli organismi estinti e le specie che vivono oggi.

ALTRE PROVE A FAVORE
Alcune discipline scientifiche che sono di supporto allo studio dei fossili nel sostenere la teoria evolutiva: 1) biogeografia: studio delle distribuzione geografica delle specie-ex galapagos simili a altri luoghi e nn all’america latina. 2) anatomia comparata: mette a confronto le strutture corporee di diverse specie. Somiglianze anatomiche che accomunano molte specie diverse costituiscono u indicatore di discendenza comune. Strutture omologhe→ organi che partendo da una radice comune si sviluppano in direzioni diverse adattandosi a diverse funzioni. L’anatomia comparata dimostra che l’evoluzione è un lento processo di modellamento in cui le strutture primitive si modificano qnd assumono nuove funzioni. 3) embriologia comparata: studio delle strutture che compaiono durante lo sviluppo dei diversi organismi. Spesso le specie strettamente imparentate hanno stadi simili del loro sviluppo embrionale. 4) biologia molecolare: studia le basi molecolari dei geni e dell’espressione genica. l’universalità del codice genetico costituisce un’importante prova delle correlazioni tra tutte le forme viventi. Il confronto tra le sequenze degli amminoacidi permette di formulare ipotesi sulle relazioni evolutive. I geni omeotici, geni di controllo che regolano l’attivita di altri gruppi di geni durante lo sviluppo embrionale, sono un altro elemento di relazione tra gli organismi.

LA SELEZIONE NATURALE
Darwin comprese che tutte le specie hanno una tendenza a produrre prole in eccesso. Gli esemplari di una stessa specie presentano caratteri molto diversi tra loro e molti di qst sono trasmessi da una generazione all’altra. All’interno di una popolazione diversificata gli individui dotati di caratteri ereditari che si adattano meglio all’ambiente hanno maggiore possibilità di sopravvivere e riprodursi. La riproduzione svolge un ruole fondamentale nella selezione naturale, ritenuto da d. il meccanismo base dell’evoluzione. Il successo riproduttivo diversificato rappresenta il mezzo con cui l’ambiente selezione le variazione, favorendone alcune a discapito di altre. In seguito alla selezione naturale i caratteri favorevoli saranno rappresentati sempre + maggiormente nelle generazioni successive.

LE POPOLAZIONI SONO LE UNITA’ EVOLUTIVE
Una popolazione è un gruppo di individui della stessa specie che vive nello stesso luogo e nello stesso periodo; essa rappresenta l’insieme + piccolo di organismi soggetto all’evoluzione. Possiamo misurare l’evoluzione come variazione della prevalenza di determinati caratteri ereditari all’interno di una popolazione nel corso delle generazioni. Darwin comprese che è la popolazione ad evolversi, osservò che la selezione naturale modifica le popolazioni nel corso delle generazioni. Intorno al 1920 la teoria dell’evoluzione ebbe una svolta importante grazie alla nascita della scienza che si occupa dei cambiamenti genetici delle popolazioni, la genetica delle popolazioni. All’inizio degli anni 40 si sviluppò una teoria evolutiva che teneva in considerazione le leggi della genetica, nota come teoria sintetica dell’evoluzione che considera le popolazioni come le unità dell’evoluzione unendo la genetica delle popolazioni alla teoria della selezione naturale. Una specie biologica può essere definita come un gruppo di popolazioni i cui individui sono in grado di incrociarsi tra loro e produrre prole fertile. Ciascuna specie occupa un’ampia regione geografica entro cui gli individui sono generalmente concentrati in popolazioni locali.

MICROEVOLUZIONE DEL POOL GENICO
pool genico: l’insieme dei geni di una popolazione presenti in qls momento, serbatoio da cui i membri della generazione successiva di qll popolazione attingono i geni, costituito da tutti gli alleli di tutti gli individui che compongono qll popolazione. La frequenza relativa degli alleli in un pool genico può cambiare nel corso di un certo numero di generazioni e si ha un’evoluzione su scala
ridotta: microevoluzione.

EQUILIBRIO DI HARDY-WEIBERG
Supponiamo che il mescolamento dei geni che accompagna la riproduzione sessuata non alteri la composizione genica della popolazione; in altre parole che la riproduzione sessuata da sola non porti alla microevoluzione. Indipendentemente da qnt volte gli alleli segreghino x meiosi nei diversi gameti e sino riuniti in diverse combinazioni dalla fecondazione, la frequenza di ciascun allele nel pool genico rimarrà costante a meno che su di essa non agiscano altri fattori. Equazione: frequenza gene WW alla 2 + 2volte frequnenza WW per Ww + frequenza ww alla seconda = 1. L’equilibrio viene mantenuto in natura solo se si verificano contemporaneamente qst 5 condizioni: 1- popolazione molto vasta, 2- popolazione isolata, 3- no mutazioni, 4- accoppiamento solo casuale, 5- pari successo riproduttivo di tutti gli individui. Qst nn si verificano quasi mai contemporaneamente.

LE CAUSE DELLA MICROEVOLUZIONE
1- deriva genetica: cambiamento del pool dovuto alla popolazione troppo piccola xchè un evento fortuito può avere effetti sproporzionati, modificando il pool genico della generazione futura, individui meno di 100. effetto collo di bottiglia: causato da un evento che riduce drasticamente gli elementi di una popolazione, le calamità possono portare alla morte un numero elevato di individui in maniera non selettiva, dando origine a una ristretta popolazione di sopravvissuti che probabilmente non ha la stessa composizione genica della popolazione originaria. effetto del fondatore: colonizzazione di un nuovo habitat da parte di un gruppo limitato di individui, talvolta una nuova colonia viene fondata anche da solo un individuo. 2- flusso genico: acquisizione o perdita di alleli da parte di una popolazione in seguito alla migrazione di individui o gameti, quando due individui fertili entrano a far parte di una popolazione o se ne allontanano, riduzione delle differenze genetiche tra le popolazioni. 3- mutazioni: cambiamento del dna che da origine a un nuovo allele, in una popolazione vasta le mutazioni da sole nn hanno molto effetto sulle singole generazioni. 4- accoppiamento non casuale: selezione dei partner sessuali secondo criteri prestabiliti. 5- selezione naturale: diverso successo riproduttivo, qll che interviene con + probabilità nei cambiamenti adattativi di un pool genico.

I CAMBIAMENTI ADATTATIVI
La selezione naturale da luogo a una maggiore concentrazione e al mantenimento di determinati caratteri che permettono l’adattamento di una popolazione al proprio ambiente. Se l’ambiente dovesse cambiare, la selezione naturale favorirebbe i caratteri che meglio si adatterebbero alla nuove condizioni. Il grado di adattamento a cui si può giungere è limitato alla quantità e al tipo di variabilità genetica presente all’interno della popolazione.

LA NOTEVOLE VARIABILITA’
I ricercatori spesso utilizzano la tecnica dell’elettroforesi per studiare le variazioni molecolari presenti all’interno delle popolazioni. Non tutte le caratteristiche di una popolazione sono ereditabili. Il fenotipo dipende sia dal fenotipo, che è ereditabile, che dalle particolari condizioni ambientali. Molte caratteristiche variabili degli individui di una popolazione derivano dall’effetto combinato di geni diversi. L’eredità poligenica produce caratteri che variano in modo + o meno continuo. Quando una popolazione comprende due o + forme di una caratteristica fenotipica, le diverse forme sono chiamate morfismi. Una è definita polimorfa se due o + morfismi sono presenti in numero significativo. Un cambiamento geografico progressivo da origine a un cline, cioè a una variazione graduale di una caratteristica ereditaria. I clini spesso si trovano dove vi è una gradualità di qualche variazione ambientale.

I 2 PROCESSI CASUALI PER LA VARIABILITA’
Le mutazione e la ricombiazione sessuata sono alla base della variabilità genetica. Se la funzione della proteina corrispondente non risulterà modificata questo evento sarà privo di conseguenze, in caso contrario la mutazione può risultare dannosa. In rare occasioni un allele mutante può realmente migliorare l’adattamento di un organismo all’ambiente e può far aumentare il suo successo riproduttivo. Questo tipo di effetto è + probabile qnd l’ambiente cambia in modo tale che le mutazioni nelle nuove condizioni risultino favorevoli. Mutazioni cromosomiche: quei processi che coinvolgono pezzi di dna abbastanza lunghi da essere visibili al microscopio. Organismi con tempi di riproduzione piuttosto brevi come i batteri, possono evolversi rapidamente grazie alle sole mutazioni.

LA SELEZIONE NATURALE E LA VARIABILITA’
Mediante la selezione naturale una popolazione tende ad adattarsi all’ambiente. La selezione naturale tende a ridurre la variabilità all’interno delle popolazioni; la maggior parte della popolazione tende a perdere la variabilità genetica come risultato della scelta operata dalla selezione naturale. È improbabile che le popolazioni diventino geneticamente uniformi in qnt esiste un fattore che aiuta a mantenere la variabilità genetica: questo è determinato dagli alleli recessivi che spesso si manifestano negli organismi diploidi. Un allele recessivo è soggetto alla selezione naturale solo qnd influenza il fenotipo, e cioè si verifica solamente qnd due sue copie appaiono contemporaneamente in un individuo omozigote. Negli organismi diploidi la variabilità genetica può essere mantenuta proprio dalla selezione naturale, cioè dalla forza stessa che generalmente la riduce. Per alcuni geni la selezione naturale tende a conservare due o più alleli che compaiono nell’eterozigote; si parla di superiorità nell’eterozigote.

LE VARIAZIONI GENICHE INUTILI
Alcune variazioni genetiche presenti all’interno di una popolazione sembrano avere un modesto impatto sul successo riproduttivo e quindi possono non essere soggette alla selezione naturale. La diversità delle impronte digitali degli essere umani è un caso di variazione neutrale che consiste nella variazione di una caratteristica ereditaria che non favorisce selettivamente alcuni individui rispetto ad altri.

IL FITNESS
Contributo che un individuo fornisce al pool genico della generazione successiva in rapporto al contributo fornito dagli altri individui. Gli individui con fitness evolutiva maggiore sono qll che trasmettono in maggior numero di geni alla generazione successiva.

LE 3 MODALITA’ DELLA SELEZIONE
La selezione naturale agisce sull’intero organismo, che è un insieme integrato di molti caratteri fenotipici che interagiscono tra loro; i soggetto con una fitness elevata hanno delle caratteristiche fenotipiche che permettono loro di riprodursi e di trasmettere ai figli più geni degli altri individui. Un altro aspetto importante che lega il genotipo e la selezione naturale è che la fitness di un genotipo relativa ad ogni locus genico dipende da moltri altri geni. Tuto l’intero menoma di un organismo è un insieme di geni che interagiscono nelle loro funzioni allo stesso modo in cui un intero organismo è un insieme integrato di + caratteristiche fenotipiche; la selezione naturale elimina o favorisce interi genomi così come riguarda e agisce su interi fenotipi.
]→ tre modi differenti in cui la selezione naturale può modificare la variabilità fenotipica della popolazione ideale: 1- selezione stabilizzante: favorisce le varietà intermedie e si verifica in genere negli ambienti relativamente stabili le cui condizioni tendono a ridurre la variabilità fenotipica. 2- selezione direzionale: sposta la popolazione eliminando gli individui che hanno uno dei fenotipi estremi. 3- selezione divergente: si verifica qnd le condizioni ambientali variano in modo da favorire gli individui con i fenotipi posti ai due estremi rispetto a qll intermedi.

CHE COS’È UNA SPECIE?
Una specie biologica è una popolazione o un gruppo di popolazioni i cui membri possono potenzialmente incrociarsi tra loro e produrre individui fertili. I membri di una specie possono talvolta accoppiarsi con membri di un’altra specie, ma i loro discendenti non saranno fertili.

SPESSO LA DISTINZIONE TRA POPOLAZIONI E SPECIE BIOLOGICHE NON È MOLTO NETTA.
Nel caso in cui due popolazioni fenotipicamente distinte sembrano essere sul punto di non potersi più incrociare, si potrebbe avere una speciazione, ossia l’evoluzione di nuove specie. (Esempio sottospecie stessa specie criceti in 4 zone nord america).

BARRIERE RIPRODUTTIVE MANTENGONO SEPARATE LE SPECIE.
Barriere prezigotiche: isolamento temporale (accoppiamento o fioritura avviene in tempi diversi nelle diverse specie), isolamento ambientale (ognuno proprio habitat), isolamento comportamentale (no attrazione tra diverse specie), isolamento meccanico (differenze anatomiche), isolamento gametico (i gameti muoiono primi di unirsi ai gameti di un’altra specie, oppure non si fondono tra loro).
Barriere prezigotiche: non-validità degli ibridi (no sviluppo, no maturità sessuale), sterilità degli ibridi, degenerazione degli ibridi (discendenti ibridi sterili o deboli).

L’ISOLAMENTO GEOGRAFICO PUÒ PORTARE ALLA SPECIAZIONE.
La separazione geografica di diverse specie ancestrali, può portare alla formazione di nuove specie – specie allopatriche. Questo fenomeno è definito speciazione allopatrica.

LE ISOLE SONO CONSIDERATE LABORATORI IN CUI SI STUDIA LA SPECIAZIONE
Quando le isole sono lontane ma non da impedire qualche rara migrazione, come le Galapagos, si può studiare bene il fenomeno della speciazione. Di origine vulcanica, hanno ricevuto animali e piante da altre isole e continente. Sulle Galapagos esistono 13 specie di fringuelli imparentati con quelli del sud america discendenti da un antenato comune che colonizzò una delle isole. Nel migrare da un’isola all’altra si sono formati altri gruppi isolati che si sono differenziati dai loro antenati. Sull’isola Cocos, invece, che è totalmente isolata, esiste una sola specie. La formazione di numerose specie evolutesi da un comune antenato introdottosi in ambienti nuovi e diversificati viene detta radiazione adattativa. Gli studi di Darwin si concentrarono sulle forme dei becchi adatti a diversi tipi di alimentazione.

NUOVE SPECIE POSSONO ANCHE COMPARIRE NELLA STESSA AREA GEOGRAFICA DELLA SPECIE DI PARTENZA
Nella speciazione simpatrica avviene un isolamento riproduttivo dovuto alla mutazione genetica di individui della specie iniziale. Questo fenomeno è frequente soprattutto nelle piante. Molte specie sono nate da errori durante la meiosi, che creano cromosomi soprannumerati nei gameti, dando origine a cellule polipoidi, ovvero con più di due corredi cromosomici completi. Durante la produzione dei gameti, le cellule si dividono per mitosi invece che per meiosi, e se, come spesso accade, la pianta si autofeconda, da origine a un nuovo individuo tetraploide. Il tetraploide può riprodursi può autofecondarsi a sua volta e nel giro di una sola generazione si è generare una nuova specie, ma non si può incrociare con la pianta diploide originale poiché il triploide che ne conseguirebbe sarebbe un’ibrido sterile.

LA SPECIAZIONE PUO’ AVVENIRE IN MODO COSTANTE O A SCATTI
Dalle testimonianze dei fossili sorgono due ipotesi evolutive.
• Teoria gradualistica: conforme alla tesi di Darwin che la speciazione avvenga gradualmente durante l’adattamento a un particolare ambiente, e pur sempre per somma di piccole variazioni. Tuttavia lo stesso Darwin fu stupito di non ritrovare nei fossili la stessa gradualità quanto piuttosto cambiamenti improvvisi.
• Teoria degli equilibri intermittenti: sorta negli ultimi 50 anni, in questo caso la speciazione avverrebbe a scatti improvvisi: la nuova specie si ramifica dal ceppo originario per un cambiamento improvviso, per poi non cambiare per un lungo tempo se non di poco.
La Death Valley era inizialmente mare, poi ha generato bacini isolati per effetto del disseccamento. Le popolazioni di pesci così isolate hanno dato origine a nuove specie nell’arco di parecchie migliaia di anni, che è tuttavia solo 1’1% della storia complessiva della specie.Entrambe le teorie sono valide e intersecabili.

LA MACROEVOLUZIONE
La documentazione fossile è il materiale di base mediante cui possiamo comprendere la storia evolutiva. Studiando i fossili degli strati rocciosi di una determinata area possiamo farci un idea dei cambiamenti evolutivi a lungo termine. MACROEVOLUZIONE: Studio della stratificazione dei fossili in un certo numero di regioni permette l’analisi dei principali eventi della storia evolutiva della vita sulla Terra (organismi presenti in un determinato strato roccioso) .
Nella scala geocronologica le principali suddivisioni sono chiamate ere e la maggior parte delle ere è divisa in periodi.
Era precambriana: le rocce di gran parte di questa era hanno subito molti cambiamenti nel corso del tempo. I primi fossili(3,5miliardi di anni fa) sono solo microrganismi. Gli strati appartenenti al tardo precambriano ( 670 m.a)sono molto diversificati e includono meduse e coralli e vermi.
Era paleozoica: 590 m.a sono presenti fossili di linee evolutive che hanno dato origine a organismi moderni. 400 m.a prime forme di vita acquatica – animali e piante hanno già colonizzato la terra.
Era mesozoica: (era dei rettili) l’era dei dinosauri e delle gimnosperme. Vi è anche la comparsa dei mammiferi,degli uccelli, degli insetti e delle angiosperme.. Alla fine di questa era si estinsero i dinosauri.
Era cenozoica: ( 65m.a), 2 periodi (terziario e quaternario), epoche (paleocene; eocene:si accentua il predominio delle angiosperme, numerosi mammiferi moderni; Oligocene: Comparsa di molti gruppi di primati tra cui le scimmie antropomorfe, miocene; pliocene: comparsa dei primi antenati dell’uomo; Pleistocene: Glaciazioni e comparsa dell’uomo; Recente).

IL TEMPO GEOLOGICO
Datazione radiometrica: si basa sul fatto che gli organismi viventi contengono certi isotopi atomici secondo precisi rapporti. Quando un organismo muore tra c14 e c12 comincia a diminuire in quanto c14 decade. Ogni isotopo radioattivo ha un tasso isso di decadimento, chiamato tempo di dimezzamento. Il rapporto c14 e c12 è utile per datare fossili che hanno meno di 50000anni( per datare fossili di milioni di anni si usa il potassio-40).

LA DERIVA DEI CONTINENTI
Nel 1912 Alfred Wegener: teoria della deriva dei continenti(le terre del nostro pianeta formavano un’unica grande regione, la quale si frammentò in continenti che si spostarono fino a raggiungere le posizioni attuali). Poiché il mantello su muove in continuazione, le placche della crosta terrestre si spostano lentamente ma costantemente sul mantello sottostante(geografia terrestre cambia continuamente ad eccezione delle terre emerse sulla stessa placca).
Nel corso della deriva dei continenti ci furono due eventi significativi: 1° si verificò 250ma quando i movimenti delle placche portarono tutte le massi terrestri a ricomporsi in un unico continente( Pangea): specie che si stavano evolvendo in isolamento si trovarono in competizione con altre sconosciute, la superficie complessiva delle regioni costiere s ridusse e moltissimi organismi morirono a causa della scomparsa del loro habitat, clima più secco e variabile, numerose estinzioni.
Il 2° 180m.a la pangea ricominciò a frammentarsi, ciascun continente divenne un territorio indipendente, separato dal punto di vista evolutivo. All’inizio, la Pangea si divise in due continenti uno a nord ( Laurasia) e uno a sud (Gondwana). Alla fine dell’età mesozoica i continenti cominciarono a prendere forma come sono oggi.

L’ESTINZIONE DEL CRETACEO FU SEGUITA DA FORTE DIVERSIFICAZIONE
Alla fine del periodo cretaceo, circa 65 milioni di anni fa, sulla terra si estinse un gran numero di specie di animali e di vegetali. I reperti fossili dimostrano che, nel tardo cretaceo, il clima divenne più freddo e che i mari poco profondi si ritirarono dalle basse pianure continentali. Più informazioni vengono date dai sedimenti depositatisi a quell’epoca i quali contengono un sottile strato di argilla ricca di Iridio, elemento molto raro sulla Terra ma comune sui meteoriti; molti paleontologi sostengono che lo strato di iridio è il risultato della ricaduta al suolo di un’enorme nube di polvere sollevatasi nell’atmosfera quando la Terra venne colpita da un meteorite. La nube deve aver oscurato il cielo e alterato il clima per parecchi mesi. Molti scienziati ritengono che l’impatto che ha prodotto un cratere sul fondo del mare dei Caraibi possa aver determinato cambiamenti climatici ed estinzioni di massa. In India molti scienziati sostengono che un’intensa attività vulcanica abbia liberato nell’atmosfera particelle in grado di offuscare la luce del Sole, provocando un raffreddamento del clima. Il fenomeno dell’estinzione è inevitabile in un mondo in continuo movimento( periodi dell’estensione non sono fissi). Le estinzioni di massa più studiate sono state le estinzioni che hanno segnato la fine dei periodi cretaceo e permiano. ( le estinzioni di massa influirono profondamente sulla biodiversità). Ogni massiccia diminuzione della diversità biologica è sempre stata seguita da un esplosivo incremento della diversità delle forme di vita dei superstiti( come nel caso dei mammiferi dopo l’estinzione dei dinosauri).
Alcuni organismi si salvano nelle grandi estinzioni di massa per vari motivi: casualità, e adattamenti chiave. Gli adattamenti chiave nascono da strutture preesistenti nell’individuo che si rivelano adatte a svolgere nuove funzioni. Gli evoluzionisti usano il termine di preadattamento quando si riferiscono a una struttura che si è evoluta in un certo contesto e poi si è adattata a un’altra funzione( strutture pilifere nei mammiferi)

IL RAGGIUNGIMENTO POSTICIPATO DELLA MATURITà E’ STATO UN PASSO FONDAMENTALE DELL’EVOLUZIONE DELL’UOMO.
Pedomorfosi: consiste nella conservazione nell’adulto delle caratteristiche infantili; una specie di salamandra(axolotl) raggiunge le dimensioni adulte e si riproduce conservando però le branchie esterne, una caratteristica tipica degli stadi giovanili. La pedomorfosi ha avuto un ruolo importante anche nell’evoluzione dell’uomo. I feti degli esseri umani e degli scimpanzé sono molto più simili tra loro di quanto non lo siano gli adulti. In entrambi i feti i crani sono arrotondati e le mandibole sono piccole, dalla nascita in poi i due individui di due specie distinte si differiscono seguendo due linee evolutive differenti. Oltre al grande cranio pedomorfo, una delle nostre caratteristiche peculiari è l’encefalo sviluppato e complesso.
Tutti i mammiferi hanno un periodo di dipendenza infantile, ma solo gli esseri umani hanno una vera fanciullezza , un lungo periodo compreso tra infanzia e adolescenza, in cui essi rimangono dipendenti dalle cure parentali. La principale funzione della fanciullezza potrebbe essere quella di avere più tempo per imparare dagli individui più adulti.[Gould “ Topolino incontra Konrad Lorenz” il biologo evoluzionista dice che come topolino deve il suo successo al suo aspetto che inspira tenerezza per il suo aspetto esteriore, così nella fanciullezza il protrarsi delle caratteristiche giovanili, abbinato a un lungo periodo di dipendenza, fa sì che l’adulto sia naturalmente portato ad accudire il fanciullo

LE LINEE EVOLUTIVE
Come nascono le linee evolutive di una famiglia estinta di mammiferi come i titanoteri. 1) Aumento delle dimensioni corporee 2) sviluppo delle corna. Le specie più piccole dei loro antenati si sono evolute con la stessa frequenza di quelle più grandi. Un tasso di sopravivenza diseguale può corrispondere a una tendenza evolutiva ben specifica. La stessa tendenza potrebbe verificarsi anche nel caso in cui la sopravivenza fosse uguale, ma fosse uguale la speciazione. L’evoluzione è una risposta alle interazioni tra gli organismi e il oro ambiente. Nel caso in cui le condizioni ambientali cambino, una tendenza evolutiva potrebbe interrompersi o, addirittura, invertire la rotta.

GLI ALBERI FILOGENETICI SONO LA RAPPRESENTAZIONE DELLA STORIA EVOLUTIVA.
La storia evolutiva di un gruppo di organismi è detta filogenesi. I biologi rappresentano per tradizione le genealogie degli organismi mediante gli alberi filogenetici, cioè diagrammi che tracciano le reazioni evolutive nel modo più dettagliato possibile. Maggiori sono le nostre conoscenze su un organismo e sui suoi parenti, più chiaramente si può seguire la filogenesi. Ogni ramificazione dell’albero filogenetico ha un preciso significato.

LA VITA EBBE INIZIO SU UNA TERRA PRIMITIVA.
3 miliardi di anni fa la terra era ricca di vulcani che eruttavano polvere e gas nell’atmosfera e rocce fuse al suolo. Formazioni rocciose di colore verde chiaro in realtà erano spessi agglomerati di batteri. Le vicende biologiche e geologiche si sono intrecciate fino alle origini della vita( vd. Pangea). I procarioti fotosintetici, che per primi hanno liberato ossigeno nell’aria, hanno completamente alterato l’atmosfera terrestre. In origine tutto il materiale che poi formerà la nostra galassia era condensato in un’unica massa; successivamente vi fu un’esplosione improvvisa e potentissima ( Big Bang 10-20 miliardi di anni fa). Il nostro sistema solare ha avuto probabilmente origine da una nube i gas e polveri in rotazione; gran parte di questi materiali si condensò al centro della nuvola dando origine al sole. All’interno di ciascuna orbita, nuclei di materia giunsero ad avere una gravità sufficiente da attirare la polvere circostante e per farla solidificare, formando così i vari pianeti.
La terra ebbe origine 4,5 miliardi di anni fa come un pianeta freddo; in seguito, il calore generato dall’impatto dei meteoriti, dal decadimento radioattivo e dalla forte pressione provocata dalla pressione scaldò la terra e, alla fine, la trasformò in una massa fusa. Questa massa fusa si divise poi in strati(+denso meno denso).
Forse l’atmosfera primitiva era composta da gas idrogeno caldo, ma poiché la gravità terrestre non era abbastanza forte l’idrogeno si disperse. I vulcani e altre fenditure della crosta eruttarono gas che diedero vita a una nuova atmosfera=> vapore acqueo, anidride carbonica, azoto metano e ammoniaca. I primi mari si originarono in seguito alle piogge torrenziali che incominciarono a cadere quando il pianeta fu abbastanza freddo da permettere all’acqua presente nell’atmosfera di condensarsi. Le testimonianze fossili rivelano che nel giro di poche centinaia di milioni di anni la materia non vivente diede origine a organismi cellulari primitivi( procarioti primitivi).
Prima “nacquero” organismi semplicissimi ( miliardi di anni fa) poi procarioti fotosintetici ( hanno dato ossigeno all’atmosfera).

STANLEY MILLER SPIEGA COME POTREBBERO ESSERSI FORMATE LE PRIME MOLECOLE ORGANICHE.
Miller fu il primo scienziato a dimostrare che gli amminoacidi e altre molecole organiche avrebbero potuto formarsi su una terra priva i vita. Egli ritiene che le condizioni ambientali odierne non permetterebbero la sintesi spontanea di composti organici semplicemente perché l’atmosfera terrestre è ricca di ossigeno. L’ossigeno è corrosivo e tende a spezzare i legami chimici togliendo loro elettroni. Si deve considerare che secondo la teoria dello statunitense per l’assemblaggio delle molecole più complesse molte fonti di energia, infatti sulla terra di 4 miliardi di anni fa oltre alle scariche elettriche dovute ai fulmini, sulla superficie terrestre giungevano radiazioni ultraviolette di intensità molto alta. Dopo che Miller aveva riprodotto in una sfera di vetro le condizioni di allora dopo una settimana di esperimento da materia tutta non vivente si erano formati amminoacidi in grande abbondanza. Questi esperimenti di laboratorio confermarono la tesi che molte molecole organiche che costituiscono gli organismi viventi potrebbero essersi formate prima della comparsa della vita sulla Terra. Teoria di Miller in dubbio perché si ritiene che la terra non abbia mai avuto un’atmosfera così ricca di metano e ammoniaca come nell’esperimento e altri ritengono che le molecole organiche possano essere arrivate sulla terra grazie alle meteoriti.

I PRIMI POLIMERI SI SONO FORMATI SU ROCCE CALDE O ARGILLE.
Dopo la formazione prebiotica di piccole molecole organiche, la seconda tappa più importante a livello chimico è stata la polimerizzazione(sulla sabbia, sull’argilla o sulle rocce calde vengono versate gocce di soluzioni diluite di monomeri organici. Il calore fa evaporare l’acqua delle soluzioni e concentra i monomeri sul materiale sottostante; alcuni monomeri si legano spontaneamente tra loro formando polimeri.). I polimeri organici vengono sintetizzati tramite condensazione. Sulla Terra primitiva gocce d’acqua o le onde del mare potrebbero aver spruzzato le soluzioni diluite di monomeri organici sulla lava appena solidifica o su altre rocce calde e quindi aver portato polipeptidi e altri polimeri di nuovo verso il mare. Le superfici argillose sono catalizzatori per la polimerizzazione.

IL PRIMO MATERIALE GENETICO E I PRIMI ENZIMI POTREBBERO ESSRE STATI COSTITUITI DA RNA.
Miller: “ La differenza principale tra la vita e la non vita è la duplicazione”. I polimeri fondamentali sono gli acidi nucleici, gli unici polimeri biologici che possono duplicarsi e immagazzinare l’informazione genetica; le cellule infatti immagazzinano il loro patrimonio genetico sotto forma di DNA, trascrivono le informazioni in RNA e poi traducono i messaggi dell’RNA in specifici enzimi e in altre proteine. Un’ipotesi comune è che i primi geni fossero brevi filamenti di RNA che si autoduplicavano senza l’intervento di proteine, FORSE SU SUPERFICI ARGILLOSE, un altra scoperta particolarmente interessante è che alcune molecole di RNA, dette ribozimi, possono funzionare da enzimi.( catalizzano l’assemblaggio dell’RNA e in alcuni casi anche la sua polimerizzazione)
“MONDO A RNA”: Nucleotidi(monomeri) => Formazione di corti polimeri di RNA: semplici geni=> Autoduplicazione di alcuni geni a RNA.

LE PRIME VERE CELLULE FURONO PROBABILMENTE PRECEDUTE DA AGGREGATI MOLECOLARI AVVOLTI DA MEMBRANE.
La vita dipende da un complicato dispositivo metabolico che deriva dalla cooperazione di molte molecole organiche complesse. L’origine della vita quindi è stata preceduta da una grande quantità di aggregati molecolari in grado di cooperare tra loro. La più antica forma di cooperazione è situato in un primitivo modello di traduzione in cui semplici geni a RNA venivano tradotti in polipeptidi senza l’intervento di ribosomi o di tRNA. Si suppone che un filamento di RNA abbia funzionato da semplice stampo i grado di legarsi debolmente agli amminoacidi e di trattenerne alcuni vicini da permettere loro di legarsi insieme. Il polipeptide risultante sarebbe una semplice traduzione dal gene a RNA; se a sua volta il polipeptide funzionasse da enzima per favorire la duplicazione della molecola di RNA, inizierebbe allora una mutua collaborazione molecolare tra acidi nucleici e polipeptidi. Si suppone che la terra prebiotica fosse piena di collaborazioni tra RNA e polipeptidi =>aggregati molecolari negli ambienti acquatici => queste microsfere non sono vive, ma presentano alcune proprietà delle cellule viventi: sono circondate da una sorta di membrana selettivamente permeabile, possono crescere assimilando altre molecole polipeptidiche dell’ambiente circostante. E’ facile immaginare che sulla terra primitiva alcune di queste entità simili a cellule contenessero alcuni aggregati molecolari preesistenti formati da RNA e polipeptidi( membrana tappa decisiva perché ogni aggregato molecolare che riusciva a crescere e duplicarsi più efficacemente degli altri risultava favorito dalla selezione naturale. Come nella teoria Darwiniana.)

LA CELLULA EUCARIOTE PROBABILMENTE SI E’ ORIGINATA DA UNA COMUNITA’ DI PROCARIOTI.
Come si siano originati gli organuli circondati da membrane delle cellule eucariote: secondo una delle teorie più accreditate, le cellule eucariote sono il prodotto di due processi combinati. Il primo è il modello autogeno e prevede che il sistema di membrane interne della cellula eucariote si sia evoluto da ripiegamenti interni della membrana cellulare di una cellula procariote. Il secondo processo, il modello endosimbiotico è molto differente e sembra aver dato origine ai primi mitocondri e cloroplasti. Sembra che i cloroplasti e i mitocondri si siano evoluti da piccoli procarioti che si sono stabiliti dentro altri procarioti più grandi. Gli antenati dei mitocondri possono essere stati procarioti eterotrofi in grado di utilizzare ossigeno e liberare mediante la respirazione cellulare la grande quantità di energia presente nelle molecole organiche. A un certo punto alcuni di questi piccoli procarioti potrebbero essere diventati parassiti interni di eterotrofi più grandi, oppure potrebbero essere stati ingeriti da una cellula primitiva; se qualcuna di queste cellule più piccole risulta non digeribile, essa avrebbe potuto continuare a vivere e a svolgere i processi respiratori all’interno della cellula ospite. In modo analogo, piccoli procarioti fotosintetici antenati dei cloroplasti potrebbero aver trovato dimora all’interno di una cellula ospite più grande.
Il modello endosimbiotico è supportato da forti prove circostanziali come per esempio che i mitocondri e i cloroplasti odierni sono molto simili agli eubatteri. L’endosimbiosi può anche spiegare perché i cloroplasti e i mitocondri siano circondati da due membrane: le membrane interne di questi organuli potrebbero corrispondere alle membrane cellulari del batterio inglobato, mentre le membrane esterne potrebbero essere originate da un ripiegamento delle membrane cellulari delle cellule ospiti.

LA STORIA UMANA INIZIA CON I PRIMATI I primati più antichi sono piccoli mammiferi arboricoli che comparvero quando i dinosauri dominavano il nostro pianeta. Il corpo umano conserva molti caratteri che si sono evoluti nei nostri progenitori arboricoli: la mobilità della spalla e dell’anca, la presenza di cinque dita nelle mani e nei piedi e occhi frontali per avere visione stereoscopica; noi abbiamo in comune tutte queste caratteristiche di base dei primati, eccetto l’alluce opponibile. I primati sono divisi in gruppi: proscimmie(65m.a.)presentano una linea evolutiva dei mammiferi che ebbe un grande sviluppo dopo l’estinzione dei dinosauri, tutte le proscimmie vivono nelle foreste tropicali. L’altro gruppo sono gli antropoidi che comprende le scimmie, le scimmie antropomorfe e l’uomo, hanno un encefalo più grande e si affidano più alla vista che all’olfatto. Le scimmie si differenziano dalle scimmie antropomorfe e dall’uomo per la presenza della coda e per il fatto che gli arti anteriori sono lunghi quasi come quelli posteriori. Le scimmie del vecchio mondo comprendono specie terricole e altre arboricole, le narici sono strette e vicine tra loro e hanno sulle natiche uno strato di epidermide indurita; le scimmie del nuovo mondo( centro e sud america) sono tutte arboricole; hanno narici larghe e distanziate, non presentano tessuti induriti sulle natiche e molte di esse possiedono una coda prensile.
LE SCIMMIE SONO I NOSTRI PARENTI PIU’ PROSSIMI Le scimmie antropomorfe vivono tutte nelle aree tropicali del sudest asiatico e dell’africa, sono prive di coda e i loro arti anteriori sono più lunghi di quelli posteriori e sono vegetariane.
- I gibboni → scimmie antropomorfe più piccole e leggere e agili, arboricole e monogame.
- L’Orango → foreste pluviali di Sumatra e Borneo, muove lentamente sugli alberi, ma può passeggiare anche sul terreno.
- Il Gorilla → può arrampicarsi sugli alberi, ma passa quasi tutto il suo tempo al suolo. Questo animale sostiene il proprio peso appoggiandosi sul terreno sulle nocche degli arti anteriori, ma è in grado di rizzarsi associazioni di fossilui sugli arti posteriori.
- Gli scimpanzé → foreste pluviali africane, ¼ del loro tempo a terra e camminano sulle nocche, comportamenti simili a quelli umani ( specchio, guerra all’interno della propria specie, uso linguaggio dei gesti capibile) solo il 3% del loro DNA differisce dal nostro.
LA LINEA EVOLUTIVA DA CUI DISCENDE L’UOMO HA SOLO POCHI MILIONI DI ANNI Le scimmie antropomorfe e gli ominidi si sono differenziati a partire da un progenitore comune tra i 4 e i 8 milioni di anni fa. Le relazioni evolutive sono ancora oggi oggetto di discussione, ma è sicuro che due specie Homo e Homo Sapiens sono nostri antenati. I primi ominidi appartenevano a un gruppo eterogeneo quello delle australopitecine(diverse specie di austr. si differenziano per la forma del cranio e della dentatura).
LA POSTURA ERETTA SI E’ EVOLUTA PRIMA CHE IL NOSTRO CERVELLO AUMENTASSE DI VOLUME. 3,7 M.A. alcuni bipedi lasciarono le loro impronte nelle ceneri eruttate da un vulcano vicino in Africa orientale: la postura eretta è una caratteristica umana molto antica.
3 m.a. → scheletro completo di Australopitecus atarensis: Lucy. → probabilmente esse mangiavano bacche e semi, uova d’uccelli o qualsiasi animale riuscissero a cacciare, oppure si nutrivano dei resti di animali uccisi da predatori più abili di loro, si procuravano il cibo a livello del suolo , ma sapevano salire sugli alberi per sfuggire ai predatori. Discussione scienziati sulla posizione nella linea evolutiva umana → 1° : stessa linea che ha dato origine a Homo Sapiens; 2°: ramo a parte dell’albero degli ominidi, un ramo che si è estinto. L’aumento di volume del cervello risale a 2,5 m.a., un periodo in cui le australopitecine iniziavano a estinguersi. Questi crani fossili ritrovati hanno dimensioni medie tra quelle della australopitecine e quello di Homo Sapiens, era il cranio dell’Homo Abilis( raccoglitore, saprofago e cacciatore)
HOMO SAPIENS DISCENDE DA HOMO ERECTUS I fossili dell’ Homo erectus risalgono a un’ età compresa tra 1,8 milioni di anni e 300000 anni. H. Erectus → cervello più grande e stile di vita più progredito si diffuse nel continente euroasiatico visse nelle caverne, scoprì il fuoco, indossò vestiti fatti con pelli di animali e inventò utensili di pietra molto più elaborati di quelli dell’homo sapiens.
QUANDO E DOVE HANNO AVUTO ORIGINE GLI ATTUALI ESSERI UMANI Il più antico fossile di Homo sapiens ha un’età di oltre 300000anni e gli esseri umani di quell’epoca avevano ossa più tozze, cranio notevolmente più spesso e fronte con arcate sopracilliari più pronunciate. 100000anni fa H. Sapiens arcaico era diffuso in gran parte del vecchio mondo →gruppo più noto è quello dei Neandertaliani. L’uomo di Neandertal era piccolo e tozzo con un corpo muscoloso, abile fabbricatore di utensili , praticava riti funebri e aveva capacità di astrazione. I fossili dell’Homo Sapiens risalgono a circa 100000 anni fa e sono stati rinvenuti in Africa. Questi uomini moderni vissero insieme alla specie arcaica fino a circa 35000 anni fa, quando l’uomo arcaico scomporve. ---discussione scienziati su dove sia nato H. Sapiens (e cosa sia accaduto a gruppi arcaici):1°→ Homo sapiens si è originato da popolazioni arcaiche che vivevano in Africa, in Europa, in Asia e in Australia; con questo nodello evolutivo multiregionale le etnie deriverebbero da variaz. locali comparse nelle popolazione dell’Homo erectus. La somiglianza genetica sarebbe data dagli incroci di popolazioni vicine. 2° l’uomo moderno si è evoluto da un unico ceppo africano; la prova sta nel fatto che il DNA mitocondriale è uguale in tutti gli uomini.
LA CULTURA (3 stadi) CI PERMETTE DI MODIFICARE IN MODO SIGNIFICATIVO IL NOSTRO AMBIENTE Il percorso evolutivo dell’Homo Sapiens ha 3 momenti fondamentali: 1) l’evoluzione della postura eretta 2) l’aumento del volume celebrale 3) l’evoluzione di un periodo prolungato di cura parentali→ base della coltura per sfidare i limiti propri e della biosfera.( Pedomorfosi: consiste nella conservazione nell’adulto delle caratteristiche infantili; una specie di salamandra(axolotl) raggiunge le dimensioni adulte e si riproduce conservando però le branchie esterne, una caratteristica tipica degli stadi giovanili. La pedomorfosi ha avuto un ruolo importante anche nell’evoluzione dell’uomo. I feti degli esseri umani e degli scimpanzé sono molto più simili tra loro di quanto non lo siano gli adulti. In entrambi i feti i crani sono arrotondati e le mandibole sono piccole, dalla nascita in poi i due individui di due specie distinte si differiscono seguendo due linee evolutive differenti. Oltre al grande cranio pedomorfo, una delle nostre caratteristiche peculiari è l’encefalo sviluppato e complesso. Tutti i mammiferi hanno un periodo di dipendenza infantile, ma solo gli esseri umani hanno una vera fanciullezza , un lungo periodo compreso tra infanzia e adolescenza, in cui essi rimangono dipendenti dalle cure parentali. La principale funzione della fanciullezza potrebbe essere quella di avere più tempo per imparare dagli individui più adulti.[Gould “ Topolino incontra Konrad Lorenz” il biologo evoluzionista dice che come topolino deve il suo successo al suo aspetto che inspira tenerezza per il suo aspetto esteriore, così nella fanciullezza il protrarsi delle caratteristiche giovanili, abbinato a un lungo periodo di dipendenza, fa sì che l’adulto sia naturalmente portato ad accudire il fanciullo]--> IL RAGGIUNGIMENTO POSTICIPATO DELLA MATURITà E’ STATO UN PASSO FONDAMENTALE DELL’EVOLUZIONE DELL’UOMO.
IL PRIMO STADIO DELLA CULTURA E’ ASSOCIATO ALLA CONDIZIONE DI SAPROFAGO-RACCOGLITORE-CACCIATORE. 1 stadio cultura → condizione di saprofago- raccoglitore -cacciatore è cominciato in Africa con le australopitecine fino all’uomo moderno. L’uomo per buona parte della sua esistenza ha soddisfatto i propri bisogni alimentari più nutrendosi di animali appena uccisi da altri predatori e raccogliendo semi, piante( solo negli ultimi 50000anni uomo ha imparato a cacciare) 1,5 m.a. alcuni antropologi pensano che i primi ominidi siano stati così esperti nell’appropiarsi delle prede di questi canivori da aver ridotto notevolmente le scorte di cibo. I cacciatori – raccoglitori non solo fabbricavano utensili, ma organizzavano attività in comune, suddividendosi i compiti → dimore semipermanenti vicino a terreni ricchi di selvaggina → inizio attività agricola e commerciale.
IL SECONDO STADIO DELLA COLTURA E’ ASSOCIATO ALLO SVILUPPO DELLE TECNICHE AGRICOLE Agricoltura → 10000/15000 anni fa sudest asiatico prime coltivazioni di riso e miglio, altre regioni agricole sorgono nelle americhe e nel medio oriente. Circa 5000 anni fa agricoltori iniziarono a usare aratri primitivi. coltivazione più intensa → incremento demografico popolazioni locali → sfruttamento maggiore del suolo per ottenere più cibo. L’agricoltura ha cambiato per sempre il nostro rapporto con la biosfera → dominio terra. → sviluppo tecnologia ( terzo stadio cultura) → noi non siamo più intelligenti dei nostri antenati abbiamo solo più competenze che ci sono arrivate dai nostri più vicini predecessori per darci una base di partenza molto più alta.
PARTE GEOLOGIA
Geocronologia→si limita a riconoscere che una data di una roccia è più antica o più recente di altre ancora, attraverso innumerevoli confronti→ scala cronostatigrafica.
Geocronometria→si procede a una misura in anni dell’età di una roccia( datazione radiometrica con c14)
Fossile→qualsiasi resto o impronta di animali o vegetali vissuti nel passato.
Fossilizzazione→può avvenire in molti modi: il più frequente è quello per mineralizzazione, che si verifica per le parti dure. Tale processo si attua per impregnazione o sostituzione molecolare del CaCO3 con il silice. Rocce sedimentarie diversi periodi sono caratterizzate da associazioni fossili tipiche.
Fossili guida→ fossili di organismi che vissero su un area estesa e che, dopo un periodo relativamente breve, si estinsero rapidamente per l’evoluzione naturale permettono di correlare a distanza strati formatisi nello stesso intervallo di tempo
La storia della terra è stata suddivisa in diversi intervalli. Gli intervalli fondamentali sono i periodi;i periodi sono raggruppati in ere. Questa articolazione si presta bene a scandire gli ultimi 600m.a., ma per i lunghissimi intervalli precedenti si ricorre a unità maggiori, gli eoni (Adeano, Archeano, Proterozoico, fanerozoico)— Precambriano→adeano archeano proterozoico\\ cambriano→fanerozoico.
Il precambriano è l’85% di tutta la storia della terra ed è anche la parte meno conosciuta→il precambriano offre infatti una successione di episodi tra loro staccati e molto meno definiti di quelli della storia geologica più recente della terra. Tutto ciò dipende dal fatto che le rocce precambriane sono state piegate, fagliate, intruse da magmi e soprattutto metamorfosate molto spesso togliendo quindi i residui studiabili di eventi precedenti.
EONE ADEANO→frammenti più antichi ( 4450m.a.), la terra è scaldata internamente per effetto della gravità che unisce aggregazioni planetesimali e per il bombardamento cosmico. Il nucleo di ferro e nichel, inizialmente liquido rimase avvolto da uno spesso mantello di minerali silicatici, il mantello aveva una consistenza pastosa. La terra si ricoprì di una sottile crosta basaltica, ma se si è formato qualche lembo di crosta differenziata , cioè simile a quella degli attuali continenti, non ne abbiamo traccia.
→Terra acquista un’atmosfera secondaria, formatasi per degassazione( elio, azoto, anidride carbonica, acqua).
→ col tempo si formò l’idrosfera: acqua proveniva sia dalla nebulosa originaria, dai minerali idrati presenti nei planetesimali o è stata portata dalle comete
EONE ARCHEANO→ appartengono a questo periodo le rocce più antiche trovate(4000m.a.), sono frammenti di una crosta simile a quella dei continenti attuali. Gli affioramenti di rocce dell’archeano sono abbastanza diffusi( gneiss: rocce metamorfosate come per esempio lo zircone e resistono bene all’erosione). Terreni meno antichi( tra i 3500m.a. e 2600m.a.) sono più frequenti e vi si riconoscono due tipi di associazione: catene a pietra verdi( rocce vulcaniche basiche e cocce sedimentarie) e gneiss granitoidi( ammassi di rocce intrusive simili al granito, successivamente metamorfosate). →alla fine dell’archeano si innescò un movimento simile a quello della tettonica delle placche: la grande mobilità della crosta, più sottile e più calda di oggi e articolata in placche più piccole, ma numerose, deve essersi manifestata per milioni di anni in una serie di collisioni e di lacerazioni dei primi nuclei di una crosta di tipo continentale, che era più ricca di silice e meno densa di quella basaltica primitiva; poteva galleggiare meglio sul mantello del quale doveva essersi differenziata.
→erosione molto più forte
→comparsa biosfera: comparsa della vita, le tracce di organismi risalgono a 3500 m.a. già molto complesse in confronto con i composti inorganici( ambiente adatto per evoluzione chimica). Le tracce di vita sono stromatoliti e microfossili = alghe azzurre → creazione ossigeno
EONE PROTEROZOICO→inizio 2500m.a con datazione radiometrica, lenta crescita della crosta continentale. Le rocce del proterozoico sono molto diffuse e costituiscono la maggior parte dei cratoni( aree di forza, cioè da molto tempo resistenti alle deformazioni). Il cambiamento profondo è nello stile tettonico cioè nel modo in cui cambia la litosfera: alle catene a pietre verdi si sostituiscono catene montuose lineari, lunghe migliaia di km, mentre la crosta continentale va assumendo estensioni e spessori sempre più simili a quelli attuali. Si passa cioè dalla grande mobilità dell’archeano a lembi di crosta sempre più estesi: sono i cratoni tra i quali si sviluppano lunghe fasce di crosta oceanica, più “mobile”. Attraverso processi di subduzione e collisione la crosta continentale viene continuamente rimaneggiata. Verso la fine del proterozoico la crosta continentale aveva ormai raggiunto uno spessore di 30 km; il meccanismo della Tettonica delle placche provocava continue collisioni tra i vari cratoni e successive aperture di nuovi oceani.→ creazione di un supercontinente che i geologi hanno chiamato Rodinia. Nel corso del proterozoico comincia ad accumularsi nell’atmosfera ossigeno libero( from microrganismi autotrofi capaci di fotosintesi e ci è l’affermarsi degli aerobi). Nella seconda parte del proterozoico presenza di organismi eucarioti( nucleo sviluppato), 600m.a. → organismi pluricellulari Fine del proterozoico → inizia a crearsi lo strato dell’ozono .
EONE FANEROZOICO→è il tempo della vita manifesta, la vita accelera improvvisamente le sue trasformazioni, le forme viventi si insediano ovunque, occupando via via tutti gli ambienti. Lo scenario però è irrequieto: rodinia si sta frammentando. Estinzioni di massa sembra quasi che rientrino nel ciclo evolutivo del nostro pianeta scandito dal continuo formarsi di supercontinenti. Suddivisione in ere per l’alto numero di informazioni che si hanno: Paleozoica ( tra 570 e 245) mesozoica ( tra 245 e 65) cenozoica ( 65 e 1,8) neozoica ( 1,8 e oggi.)
Era paleozoica (570 ma-245ma): il nome significa vita antica, lera viene anche detta primaria e si divide in periodi [(570-400ma cambriano, ordoviciano e siluriano) + (400-245ma devoniano, carbonifero, permiano)].
• Paleozoico inferiore: Paleogeografia( distribuzione delle terre emerse): il supercontinente Rodinia si era da tempo frammentato ed era stato sostituito da alcuni continenti che andavano alla deriva seguendo il meccanismo delle placche. L’emisfero meridionale era dominato da un grande continente (Gondwana) in prossimità del polo sud e altri 3 continenti( nordamericano, europeo e asiatico) e vari frammenti minori erano situati più a nord almeno all’altezza dell’equatore. Col passare del tempo il blocco continentale nordamericano si avvicina al blocco europeo, l’oceano interposto(protoatlantico) si va chiudendo; nel Siluriano si arriva alla collisione tra i due continenti(orogenesi caledonia) che si saldano in un unico continente detto Laurussia. Il godwana continua la sua lenta deriva verso nord. Le rocce del primo paleozoico sn così ricche di fossili ( contengono anche parti scheletriche mineralizzate) che si parla di esplosione cambriana, qst forse xchè la comparsa di organismi pluricellulari ha dato il via a una ricca fioritura di progetti biologici, una vera sperimentazione che avvenne tra il proterozoico e il paleozoico. Rapidamente alcuni tipi di organismi si diffusero + di altro moltiplicandosi come numero e come specie. Tra gli invertebrati marini dominano i trilobiti, forme intermedie tra insetti e crostacei divise in 3 lobi e munite di numerose zampe x muoversi sui fondali sabbiosi dei mari. Compaiono anche i graptoliti, piccolissimi organismi coloniali a grado di evoluzione abbastanza elevato, che vivevano in cellette disposte in una o due serie lungo un sostegno comune di natura chitinosa. Altri numerosi invertebrati: spugne, coralli, brachiopodi, molluschi e echinodermi. Le rocce dell’Ordoviciano contengono fossili dei primi vertebrati, sono gli ostracodermi, antenati dei pesci così chiamati xchè avevano una corazza ossea. Nel Siluriano sulle terre emerse paludose o costiere compaiono le prime piccole piante alte poche decine di centimetri con un fusticino, qlc ramoscello e un semplicissimo apparato fogliare e riproduttore. Nello stesso periodo appare sulla terra il primo invertebrato uno scorpione simile a qll attuali.
• Paleozoico superiore: paleogeografia: progressivo riunirsi dei vari continenti, attraverso una serie di collisioni, fino alla formazione di una nuova unica massa di crosta continentale. Il Godwana entra in collisione con la parte meridionale della Laurussia e i due continenti si saldano con il sollevamento delle catene erciniche( orogenesi ercinica); il continente asiatico si salda con la Laurussia con formazione della Laurasia, insieme al gondwana e si forma un gigantesco unico continente chiamato pangea circondato da un vasto oceano(pantalassa) e da un ampio mare, che penetra anche all’interno del supercontinente, detto Tetide. Le piante si diffondono verso l’interno del continente formando foreste di alberi alte anche decine di metri mentre l’atmosfera si va sempre + arricchendo di ossigeno. Nel carbonifero vi erano grandi foreste di gimnosperme, tra cui le conifere, differenziate tra qll a clima caldo a clima freddo; dall’accumulo di tanta sostanza vegetale è derivata gran parte dei iacimenti di carbon fossile. Tra gli animali gli invertebrati si diffondono in tutti gli ambienti. Nelle foreste antropodi ( scorpioni, ragni, scolopendre e insetti sia privi di ali a pterigoti, che con le ali pterigoti). Sono xò i pesci a diventare i protagonisti tanto che il Devoniano è stato definito età dei pesci; si hanno pesci cartilaginei( tipo squali) e pesci ossei. Compaiono i primi anfibi, i primi tetrapodi terrestri, e verso la fine dell’era i primi rettili. Scompaiono l’85% delle forme viventi x i numerosi cambiamenti climatici.
Era mesozoica (245-65 ma): conosciuta anche come secondaria o dei rettili, è caratterizzata da una minore attività orogenetica che contrasta con il sollevamento della catena ercinica e di qll alpina. Paleogeografia: i movimenti delle placche che avevano portato alla formazione del supercontinente Pangea furono gli stessi che ne provocarono la disgregazione. Si può ora parlare di deriva dei continenti: tutto inizia con due grandi fratture crostali per la quali il Nordamerica si divide dall’Africa e il Gondwana si spacca in 3 blocchi. Iniziano a separarsi sud america e africa e nasce l’oceano atlantico meridionale, l’india prosegue il suo movimento come conseguenza del progressivo espandersi dell’oceano indiano. L’india ha raggiunto l’equatore e gli oceani atlantico e indiano sono in piena maturità e la Pantalassa è ormai ridotta in ampiezza e si avvia ad essere l’oceano pacifico. Poiché prevalgono i fenomeni di espansione degli oceani e di separazione dei continenti non si verificano collisioni mentre l’attività orogenetica è ridotta soprattutto in Europa e Asia ; solo i margini dei continenti americani iniziano a deformarsi dando origine alle cordigliere. I sedimenti che nel corso del mesozoico si accumulano sulle sponde africane ed europee dell’oceano Tetide, sono qll che trasformati in rocce formano oggi le catene alpina e appenninica; l’avvicinamento tra la pacca africana e qll eurasiatica porterà a una collisione dalla quale nasceranno gli attuali rilievi e l’intera Europa meridionale. Gli organismi viventi sopravvissuti alla grande crisi biologica che segno la fine del paleozoico iniziarono a diversificarsi e a occupare le nicchie ecologiche rimaste vuote. Scomparse la grandi foreste paleozoiche ricche di piante vascolari si diffondono le gimnosperme tra cui troviamo ancora le conifere con imponenti alberi ad alto fusto. Verso la metà dell’era compaiono xò le angiosperme, con il loro seme coperto da un involucro e con i fiori che facilitano la fecondazione, prima della fine del mesozoico qlt nuove piante si diff su tutto il pianeta. Nei mari compaiono nuovi coralli, mentre tra i molluschi si assiste a un’enorme quantità di cefalopodi, la ammoniti. Il mesozoico è prò l’era dei rettili che dominano il pianeta x oltre 160 ma. Il loro vantaggio nei confronti degli anfibi fu la possibilità di riprodursi senza la necessità di un ambiente acqueo grazie ad un uovo protetto da un guscio solido. Nella loro evoluzione i rettili invasero ogni spazio, terre emerse, acque continentali e marine e aria. Tra i rettili i + famosi sono i dinosauri. Tutti avevano un cervello molto + piccolo rispetto alle dimensioni del corpo e il sistema nervoso era coadiuvato da grossi gangli disseminati lungo la colonna vertebrale. Da qlc gruppo di rettili nacquero anche i primi uccelli. Alcune forme di piccole dimensioni, onnivore o insettivore, riuscivano a mantenere a temperatura costante il sangue (omotermia) e l’embrione si sviluppava completamente all’interno del corpo della madre fino al momento del parto; queste novità segnarono la comparsa dei mammiferi. A seguito di una nuova crisi biologica si estinsero i dinosauri e i rettili marini e volatori, il declino dei dinosauri è in genere attribuito alla loro incapacità di adattarsi a forti cambiamenti ambientali, legati a un deterioramento climatico a livello dell’intero pianeta.
Era cenozoica (65- 2 ma): conosciuta anche come terziaria o dei mammiferi, è caratterizzata forte orogenesi. Paleogeografia: si sollevano tutte le grandi catene attuali, cambiando il volto della terra, prima con arcipelaghi che emergono pian piano dai mari, poi con il sollevamento dei massicci ( orogenesi alpino-himalayana) l’india entra in collisione con l’eurasia e si forma così il complesso dell’himalaya. Gli oceani atlanticoe indiano si sono progressivamente ampliati, lungo i margini americani del pacifico è proseguita la subduzione di crosta oceanica: si solevano anche le montagne rocciose e le cordigliera andina occidentale. Dall’afica si stacca la penisola arabica e si genera il mar rosso. Nell’area mediterranea il clima cambia da tropicale a temperato. Organismi viventi sopravvissuti alle crisi biologica del mesozoico: i mammiferi, occupando rapidamente tutte le nicchie ecologiche rimaste libere dalla scomparsa dei rettili e differenziandosi in molte famiglie, divengono i dominatori del globo. Fioriscono gli equidi, i canidi, gli orsi e i mastodonti(proboscidati), rinoceronti e ippopotami, primati.