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Andrea Baucon, corso di paleontologia - lezione 10 - evoluzione 1 (selezione naturale)
- 1. Lezione 10 Evoluzione 1: selezione naturale Quali meccanismi rendono la vita così complessa? Licenza Creative Commons: Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo Andrea Baucon – Corso di Paleontologia (v. 1.0) www.tracemaker.com
- 2. Le forme di vita attuali sono molto diversificate I fossili ci mostrano che lo erano anche nel passato, e che le specie sono cambiate nel tempo Cosa lo spiega? La teoria dell’evoluzione
- 3. L’evoluzione è davvero importante? «Nulla in biologia ha senso se non alla luce dell’evoluzione» - T. Dobzhansky È la teoria unificante delle scienze della vita
- 4. Cos’è l’evoluzione? Evoluzione = discendenza con modificazione Indica un cambiamento nella forma, fisiologia e comportamento degli organismi verificatosi nell’arco di numerose generazioni
- 5. Cos’è la Teoria dell’Evoluzione? Teoria darwiniana dell’evoluzione per selezione naturale = spiegazione del cambiamento evolutivo (e degli adattamenti) Selezione naturale = meccanismo per cui avviene l’evoluzione «La conservazione delle differenze e variazioni individuali favorevoli e la distruzione di quelle nocive sono state da me chiamate "selezione naturale" o "sopravvivenza del più adatto» - Charles Darwin
- 6. Carattere Carattere (abbreviazione per caratteristica) = un carattere è qualsiasi proprietà distinguibile di un organismo Carattere non è inteso come personalità!
- 7. Adattamento Adattamento = proprietà che mette gli esseri viventi in condizioni di sopravvivere e riprodursi Esempio: nel picchio il becco, l’apparato ioide, le zampe zigodattile Gli adattamenti sono il risultato della selezione naturale
- 8. Trova l’adattamento Spine per la difesa: Hoplolichas tricuspidatus
- 9. Spine per la difesa: Phacops armatus Modo di vita?
- 10. Spine: a cosa serviva questo adattamento? Le spine servivano ai trilobiti per difesa ma anche per non affondare nel fango (‘racchetta da neve’)
- 11. Adattamenti nei trilobiti: capacità di appallottolarsi
- 12. Il concetto biologico di specie Il concetto biologico di specie definisce la specie in termini di interbreeding, ossia della possibilità che un incrocio generi prole feconda Specie biologica = gruppi di popolazioni naturali interfeconde, riproduttivamente isolate da altri gruppi simili
- 13. La selezione naturale in breve in una popolazione alcuni tipi di individui tendano a contribuire alla generazione successiva generando una prole più numerosa rispetto ad altri qualsiasi attributo consenta ad un organismo di lasciare dietro di sé una prole più numerosa della media diventerà più frequente nella popolazione (visto che i figli assomigliano ai genitori) Selezione naturale =
- 15. Fissismo Fino a buona parte del 1800, c’era l’idea che le specie erano destinate a rimanere sempre uguali a sé stesse Richard Owen ha coniato il termine dinosauro ma aveva idee fissiste
- 16. Trasformismo: Jean-Baptiste Lamarck Ad inizio 1800, Lamarck sosteneva he le specie si modificassero nel corso del tempo generando nuove specie tempo forma Trasformismo lamarckiano tempo forma Teoria dell’evoluzione La spiegazione però differisce da quella di Darwin: secondo Lamarck, una forma si modifica trasformandosi indefinitamente in un’altra
- 17. Trasformismo: Jean-Baptiste Lamarck Lamarck ipotizzava che una specie potesse trasformarsi nel caso in cui tali modificazioni fossero trasmesse dalla prole Tuttavia la teoria lamarckiana implica la flessibilità nello sviluppo individuale
- 18. Darwin: un giovane naturalista sul Beagle A 22 anni Darwin si imbarca sul Beagle
- 19. Osservazioni di Darwin: la diversità della vita Nel suo viaggio di 5 anni, Darwin ha visto molte forme di vita diverse
- 20. Osservazioni di Darwin: i fossili Darwin ha osservato e raccolto numerosi fossili durante il suo viaggio Fossile di Toxodon platensis raccolto da Darwin durante il viaggio del Beagle
- 21. I fossili di Darwin In Sudamerica Darwin ha visto fossili di armadilli e bradipi giganti, morfologicamente simili a quelli attuali. Perché le specie attuali hanno sostituito quelle fossili?
- 22. Osservazioni di Darwin: i fringuelli Darwin osservò che ogni isola delle Galapagos aveva una sua specie distinta. Pur essendo simili, i fringuelli avevano becchi di forme diverse. Questo suggerì che i fringuelli derivano da un fringuello ancestrale, ma anche che ciascun becco è adattato ad un particolare tipo di cibo (adattamento). "Osservando questa gradazione di diversità di strutture in un piccolo, strettamente imparentato gruppo di uccelli, si potrebbe immaginare che da un originario esiguo numero di uccelli di questo arcipelago ogni singola specie sia stata modificata per finalità diverse …« - Charles Darwin
- 23. Eccesso di fertilità La lettura di ‘Saggio sul Principio della Popolazione’ ispirò a Darwin l’idea che ogni specie produce più figli di quelli che possono raggiungere l’età adulta (eccesso di fertilità)
- 24. Interpretazione di Darwin Le due teorie di Darwin: 1. Evoluzione: La vita non è statica 2. Selezione naturale: solo gli organismi meglio adattati tendono a sopravvivere e a trasmettere le loro caratteristiche alle generazioni successive
- 25. Tutti gli organismi derivano da un unico antenato comune Il processo evolutivo produce relazioni tra specie diverse: tutti gli organismi viventi sono imparentati e derivano da un unico antenato comune L’attuale varietà di specie è stata generata dal ripetuto dividersi delle varie linee filetiche a partire dall’unico antenato comune di tutti i viventi
- 26. Come è stata accettata la teoria dell’evoluzione I contemporanei di Darwin accettarono l’idea dell’evoluzione, ma non la spiegazione di Darwin (per selezione naturale) La ‘discendenza comune’ era inoltre motivo di caricature
- 34. Mendel Gli studi di Mendel fornirono una base solida alla teoria di Darwin Alcune delle obiezioni mosse alla teoria di Darwin riguardarono l’eredità: Originariamente, alla teoria di Darwin mancava di una soddisfacente base teorica dell’eredità
- 35. Dopo Darwin: neodarwinismo Fisher, Haldane e Wright dimostrarono che l’eredità mendeliana e la selezione naturali sono compatibili Neodarwinismo o teoria sintetica dell’evoluzione = La sintesi di eredità mendeliana e selezione naturale
- 36. Wallace Alfred Russel Wallace arrivò quasi contemporaneamente a conclusioni simili a quelle di Darwin
- 38. Selezione naturale: cos’è Selezione naturale = il processo di riproduzione differenziale delle variazioni ereditarie Un Velociraptor capace di correre più velocemente catturerà più prede, vivrà più a lungo e avrà una prole più numerosa rispetto ad uno più lento
- 39. Selezione naturale ed eccesso di fecondità L’eccesso di fecondità e la conseguente competizione per la sopravvivenza sono le condizioni affinché abbia luogo il processo che Darwin chiamò «selezione naturale»
- 40. Selezione naturale Quando i seguenti punti sono soddisfatti, automaticamente ne risulta la selezione naturale: 1. Riproduzione. Le entità devono riprodursi per formare una nuova generazione 2. Eredità. «Il simile deve produrre il simile». La prole deve avere la tendenza a somigliare ai propri genitori 3. Variazione dei caratteri. Ci deve essere una variazione dei caratteri individuali fra i membri della popolazione 4. Variazione della fitness. I portatori di alcuni caratteri dovranno avere una maggiore probabilità di riprodursi rispetto a quelli che ne sono privi. La fitness indica le dimensioni medie della prole di un individuo rispetto al dato medio della popolazione
- 41. Selezione naturale Nell’esempio, i coleotteri verdi sono più visibili dai predatori Variazione dei caratteri Variazione della fitness: i coleotteri verdi faranno meno figli perché arrivano più difficilmente a maturità Riproduzione ed eredità
- 42. La selezione naturale spiega il cambiamento evolutivo: in un ambiente che cambia Quando l’ambiente cambia, la selezione naturale produce evoluzione
- 43. La selezione naturale spiega il cambiamento evolutivo: in un ambiente che cambia Quando l’ambiente cambia, la selezione naturale produce evoluzione Fino al 1845, tutti gli esemplari di Biston betularia erano di colore chiaro La crescente industrializzazione fece sì che i tronchi si ricoprissero di fuliggine: dal 1850 le falene chiare diventarono rare
- 44. La selezione naturale spiega il cambiamento evolutivo: in un ambiente costante In un ambiente costante la selezione naturale produce evoluzione qualora nella popolazione compaia una nuova forma in grado di sopravvivere meglio di quella più comune La selezione naturale può anche operare in modo che una popolazione rimanga costante Se l’ambiente è costante, e se nella popolazione non compaiono forme dotate di maggior fitness, la selezione naturale conserverà la popolazione così com’è
- 45. Selezione naturale direzionale, stabilizzante o divergente Quando la selezione naturale opera su un carattere che ha una distribuzione continua, la selezione naturale può operare in tre modi fondamentali: 1. Direzionale 2. Stabilizzante 3. Divergente
- 46. Selezione stabilizzante Selezione direzionale: un fenotipo estremo è favorito rispetto agli altri Fenotipo = insieme delle caratteristiche manifestate da un organismo
- 47. Selezione stabilizzante Selezione stabilizzante: i membri della popolazione che presentano caratteristiche medie hanno fitness superiore rispetto a quella dei fenotipi estremi
- 48. Selezione divergente Selezione divergente: i tipi estremi sono entrambi favoriti rispetto a quelli intermedi
- 49. 3 FALSI MITI LEGATI ALLA SELEZIONE NATURALE
- 50. Falso mito 1: la «marcia del progresso» La selezione naturale (e l’evoluzione) non produce progresso!
- 51. Falso mito 1: la «marcia del progresso» La selezione naturale (e l’evoluzione) non produce progresso! La fitness è legata all’ambiente, non al progresso
- 52. L’evoluzione è meglio rappresentata come un albero Non c’è un ramo «privilegiato» nell’albero dell’evoluzione: nessun organismo è più evoluto di un altro
- 53. Falso mito 2: gli uomini derivano dagli scimpanzé Gli esseri umani NON si sono evoluti dagli scimpanzé: hanno un antenato comune
- 54. Falso mito 3: l’evoluzione è casuale L’evoluzione non è un processo casuale: la selezione naturale non è casuale Il corpo affusolato di questo ittiosauro non è un caso; la selezione naturale ha favorito corpi affusolati per muoversi più velocemente in acqua Solo alcuni aspetti legati all’evoluzione, come la mutazione, sono quasi-casuali
- 55. Fonti