GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE · ed in seguito il loro posto veniva preso da altri esseri...

GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE

La classificazione degli esseri viventi

Linneo

(1707

1778)


A causa della scoperta dell‟America e dei vari viaggi esplorativi di quel periodo che permettono la

continua scoperta di nuove forme vegetali ed animali, e dello sviluppo della biologia descrittiva (analisi

morfologica di piante ed animali), si comincia ad avvertire la necessità di avere un adeguato sistema di

classificazione degli esseri viventi. Sino ad allora l‟unica classificazione accettabile, ottima sotto certi

aspetti, era ancora quella di Aristotele

Aristotele

Aristotele ha fondato la biologia come scienza empirica, compiendo un importante salto di qualità (almeno

stando alle fonti che ci sono rimaste) nell'accuratezza e nella completezza descrittiva delle forme viventi, e

soprattutto introducendo importanti schemi concettuali che si sono conservati nei secoli successivi.

L' Historia animalium contiene la descrizione di 581 specie diverse, osservate per lo più durante la

permanenza in Asia Minore e a Lesbo. Questi dati biologici vengono organizzati e classificati nel De

partibus animalium, nel quale vengono introdotti concetti fondamentali come quello di viviparità e

oviparità, e sono impiegati criteri di classificazione delle specie in base all'habitat o a precise caratteristiche

anatomiche, che sono in gran parte rimasti inalterati fino a Linneo. Un'altrettanto importante conquista

intellettuale è lo studio sistematico di quella che oggi chiamiamo anatomia comparata, che permette ad

esempio ad Aristotele di classificare Delfini e Balene tra i mammiferi (essendo essi dotati di polmoni e non

di branchie come i pesci).

Il De generatione animalium si occupa del modo in cui gli animali si riproducono. In quest'opera la

generazione viene interpretata come trasmissione della forma (di cui è portatore il seme maschile) alla

materia (rappresentata dal sangue mestruale femminile). Secondo Aristotele le specie sono eterne ed

immutabili, e la riproduzione non determina mai cambiamenti nella sostanza, ma solo negli accidenti dei

nuovi individui.


Linneo

(1707

1778)


La prima classificazione dei viventi risale

addirittura ad Aristotele e si articolava in

due soli grandi raggruppamenti: il regno

degli animali comprendeva gli esseri viventi

che si muovono e mangiano, e i cui corpi

crescono fino a un certo punto per poi

smettere di crescere; il regno delle piante

raggruppava gli organismi incapaci di

muoversi e di mangiare e caratterizzati da

una crescita indefinita.

Dalle sue notazioni emerge comunque una suddivisione del

regno Animale in due primi gruppi, gli Enaima (= con

sangue) ed Anaima (= senza sangue). Al primo gruppo

appartenevano l'uomo, i quadrupedi, i cetacei, i pesci e gli

uccelli. Al secondo appartenevano la maggior parte dei

crostacei decapodi, dei molluschi e quelli che Aristotele

definiva Entema, vale a dire un insieme di insetti, miriapodi,

aracnidi, anellidi e vermi parassiti. Il criterio di classificazione

che Aristotele adottò per gli Entema fu la suddivisione del

corpo degli animali in più segmenti separati da un'incisione a

cui appartengono una serie di appendici locomotrici. Se si

escludono i vermi la definizione aristotelica di Entema si

avvicina a quella contemporanea degli Artropodi.


Linneo

(1707

1778)


Sarà Linneo ad ideare il moderno sistema di classificazione, la

sistematica, anche se in seguito verrà rivisto e modificato.

In pratica gli organismi vengono ordinati in categorie

sistematiche seguendo il criterio di affinità e somiglianza

(criterio non sempre valido con le conoscenze attuali).

Alla base pone la specie, cioè l‟insieme di organismi che

hanno tra loro la massima somiglianza.

Per Linneo le specie erano immutabili “tante sono le specie

ora esistenti, quante in principio furono create dall‟ente

infinito”. Ogni specie era stata, quindi, creata da Dio e si

perpetuava senza mutamenti. Per lui il naturalista era colui

che doveva, in ultima analisi, descrivere l‟opera di Dio.

Fu sempre Linneo ad ideare la nomenclatura binaria ancora in

uso, per cui ogni specie vivente viene denominata con due

nomi in latino, il primo indica il genere e il secondo individua

in modo specifico la specie. Per esempio Canis lupus (il lupo),

Canis familiaris (il cane)

Specie

Attualmente il concetto più accettato è che

una specie sia costituita da individui molto

simili che possono accoppiarsi tra loro e

dare vita a prole fertile. All‟interno delle

specie esiste una certa varietà, sino ad

individuare delle sottospecie o varietà che

però a livello biologico hanno poco

significato


Linneo

(1707

1778)


Nella sistematica ideata da Linneo si prevedeva la

seguente gerarchia

Specie

Genere (insieme di specie simili)

Famiglia (insieme di generi simili)

Ordine (insieme di famiglie simili)

Classe (insieme di ordini simili)

Regno (insieme di classi simili)

Per Linneo esistevano sono

due regni (animale e

vegetale) e sei classi

(mammiferi, uccelli, anfibi,

rettili, insetti, vermi).

Attualmente la sistematica ha subito alcune variazioni.

Gli attuali raggruppamenti sono i seguenti

Specie

Genere

Famiglia

Ordine

Classe

Tipo o Phila (animali) – divisione (vegetali)

Regno


Linneo

(1707

1778)



Linneo

(1707

1778)


I regni sono cinque, considerando che i regni

istituiti da Linneo non sono attualmente

soddisfacenti secondo le conoscenze attuali. Si

considera che le differenziazioni più importanti

sono il tipo di cellula (procariote o eucariote)

(unicellulari o pluricellulari), e il modo in cui gli

organismi si procurano il nutrimento (autotrofi o

eterotrofi)

Ipotizza una storia naturale che si discosta dalla Bibbia


Autore della “Storia

naturale” in cui

contraddice la “Genesi”, fu

in tutto un libro scandalo

per l‟epoca.

Ipotizza un processo di

formazione della Terra e

gli attribuisce una età di

centinaia di migliaia di

anni, non compatibile con

i racconti biblici.

Buffon

1707

1788

Avanza anche l‟ipotesi che gli animali sono

modificati rispetto alla loro origine. le specie

meno attrezzate sono già scomparse o

scompariranno e le attuali derivano da

quelle più antiche, ma modificate rispetto a

queste.

Non si spingerà però oltre.

La 1° teoria evoluzionistica


E‟ l‟ideatore tra le altre cose, del

sistema dicotomico per identificare

una specie, operazione sino ad allora

parecchio più complessa.

In pratica davanti ad un esemplare si

contrappongono due caratteri

discriminanti e si procede secondo un

grafico binario sino a riconoscere il

genere o alla specie di appartenenza

(figura)

Lamarck

1744

1829



Studia e confronta

migliaia di specie animali

e vegetali. Nota che

esistono parti

anatomiche e strutture

simili in molte specie

diverse. Ipotizza che ci

possano essere parentele

tra questi organismi e

suppose che le specie

possano cambiare

generazione dopo

generazione, fino a

formare nuove specie.

Che all‟inizio vi erano

specie più semplici che

via via si trasformano in

specie più complesse.

Lamarck

1744

1829



Lamarck postulò due principi, ma il suo problema fu quello di spiegare e dimostrare come avvenissero

queste trasformazioni:

a)Gli organi di un individuo non ancora adulto possono modificarsi, atrofizzarsi o svilupparsi, secondo

l‟uso o il non uso;

b)Tali trasformazioni vengono trasmesse (e conservate) alle generazioni successive

L‟esempio più conosciuto è quello classico della giraffa. Per Lamarck il collo della giraffa e i suoi arti si

sarebbero allungati per permetterle di raggiungere le foglie più alte degli alberi. Queste dinamiche fanno,

in qualche modo, intravvedere, una non meglio specificata “volontà di miglioramento”, una spinta

interna, che in seguito non fu accettata da Darwin perchè non può essere considerata una spiegazione

scientifica.

Lamarck

1744

1829

AAll‟epoca la teoria di Lamarck non ebbe grande

successo ed anche ora non viene

fondamentalmente accettata la sua ipotesi riguardo

le modalità di cambiamento e evoluzione. Oggi

infatti si parla di fenotipo (caratteri espressi o fisici)

e genotipo (corredo genetico). Varie

sperimentazione a partire dagli inizi del „900,

dopo le teorie di Darwin, hanno sempre

constatato che i caratteri acquisiti non si ereditano

(es gli arti muscolosi degli atleti, le deformazioni

dovute ad un incidente ecc)

La teoria delle catastrofi


Cuvier

1760

1832

Cuvier fu uno dei massimi naturalisti del suo tempo. Aveva un enorme

prestigio in Francia e fu un acceso contestatore delle teorie di Lamarck.

Fu praticamente il fondatore della anatomia comparata, cioè della

pratica di mettere a confronto le strutture corporee di specie diverse,

per vederne analogie e differenze. Queste pratiche gli permisero di

rivedere ed ampliare la classificazione di Linneo che si basava solo su

somiglianze esteriori.

Fu il primo a studiare in maniera sistematica i fossili e quindi si può dire

che fondò la paleontologia. Inoltre, insieme a geologi, studiò il

rapporto tra i fossili e gli strati geologici in cui si trovavano. Si può dire,

quindi, che pose le basi per la moderna stratigrafia.

Grazie anche agli studi di anatomia comparata, riuscì a dare forma ai

resti di animali fossili e quindi si rese conto di somiglianze e differenze

tra organismi attuali e organismi ormai scomparsi.

Stratigrafia: branca della

geologia che studia il

rapporto tra i vari strati di

roccia anche attraverso

l‟esame dei fossili

contenuti.

Malgrado tali osservazioni e conoscenze (attualmente le prove più convincenti a favore della teoria

evoluzionistica provengono dalla anatomia comparata e dalla paleontologia) fu però un convinto

antievoluzionista. Spiegò, quindi, la presenza di fossili e la diversificazioni tra le specie nel corso dei tempi

geologici, con il succedersi di catastrofi successive (teoria del catastrofismo) per esempio il diluvio

universale. Gli animali che vivevano in un certo luogo venivano tutti o quasi tutti uccisi da un certo evento,

ed in seguito il loro posto veniva preso da altri esseri provenienti da altri luoghi.

Da non confondere la sua teoria con la teoria delle creazioni successive formulata in seguito da altri autori.

La teoria dell‟evoluzione


Fu quindi Darwin a formulare la teoria dell‟evoluzione, che con correttivi ed approfondimenti successivi è

quella attualmente più accreditata dal mondo scientifico.

La sua teoria sconvolse le opinioni del periodo non solo a livello scientifico ma anche sociale e culturali. Fu,

poi malamente trasferita in ambito sociale e politico, con l‟idea è la stessa natura a favorire i più forti ed è

quindi lecito prevalere sui più deboli.

Le sue idee maturarono durante un viaggio, durato 5 anni, come naturalista a bordo di una nave (Beagle).

Durante questo periodo, tra le altre cose, lesse un libro di geologia scritto da Lyell, che avrà gran peso nella

formulazione delle sue idee, che sosteneva la teoria dell‟attualismo, antitetica alla teoria delle catastrofi. In

pratica secondo Lyell, le forze naturali che agiscono nelle trasformazioni geologiche operano lentamente e

per lunghi tempi, per esempio i fenomeni erosivi e sedimentari, il sollevamento delle montagne ecc, e

agiscono oggi come ieri.

Cosa osservò durante il viaggio?

• gli animali che vivono attualmente in un continente sono più simili ai fossili che si trovano nello stesso

continente, rispetto ai fossili di altri continenti;

• la diversa distribuzione di fauna e flora tra zone e continenti;

•La particolare fauna e flora dell‟arcipelago delle Galapagos, costituito da numerose isole vulcaniche. Per

esempio le specie di fringuello presenti in queste isole variavano da isola in isola ed erano simili tra loro e ad

un fringuello presente solo nel vicino continente sudamericano

Darwin

1809

1882



Quali furono le successive riflessioni dopo il ritorno in Inghilterra?

• che gli allevatori ed agricoltori operavano delle selezioni, facendo perpetuare i caratteri più

favorevoli (es robustezza, produzione di latte ecc) per arrivare ad avere degli esemplari con

certe caratteristiche. Gli allevatori non provocavano la comparsa di un carattere, ma

favorivano l‟accoppiamento di individui che più si avvicinavano alla caratteristica cercata. In

pratica esisteva all‟interno di una popolazione, una certa variabilità di caratteri, alcuni dei

quali considerati favorevoli, venivano selezionati e favoriti attraverso accoppiamenti mirati,

generazione dopo generazione (selezione artificiale).

La stessa cosa, con modalità su proprie, doveva avvenire anche in natura. Ma in che modo?

Darwin

1809

1882

Questi fringuelli mostravano caratteri diversi, per

esempio la forma del becco, alcuni più adatti a

catturare insetti, altri più adatti a rompere semi.

Ciò faceva pensare che i fringuelli fossero i

discendenti di esemplari di un‟unica specie giunta

nelle isole dal continente che poi si era

differenziata in maniera diversa formando specie

diverse. In pratica in ogni isola, a causa

dell‟isolamento geografico, la specie di fringuello

originale aveva seguito diverse linee evolutive.



•la risposta gli fu suggerita attraverso la lettura del saggio di Thomas

Malthus (economista e sociologo) che sosteneva come la popolazione

umana tenda a generare più individui di quanti la natura possa

sostentare. Subentrano, quindi, alcuni fattori quali carestie, guerre,

epidemie che limitano la crescita e che impegnano gli individui in una

dura lotta per la sopravvivenza. Darwin pensò che ciò che valeva per

la popolazione umana doveva valere anche per le altre specie. Se ogni

nato dovesse sempre sopravvivere e a sua volta procreare, in pochi

anni ogni popolazione raggiungerebbe numeri non compatibili con la

capacità dell‟ambiente a sostentarla. Evidentemente in natura solo

alcuni sopravvivono e in seguito procreano, cioè gli individui con

caratteristiche più adatte all‟ambiente in cui vivono. In pratica

l‟ambiente agisce da setaccio. Generazione dopo generazione, la

popolazione sarà composta sempre più da individui che posseggono un

certo carattere e sempre meno da individui che non lo posseggono o

ne posseggono altri non così favorevoli.

•I cambiamenti lenti che sono alla base di queste trasformazioni ben si

adattavano alla teoria geologica dell‟attualismo.

In pratica gli organismi sono adatti agli ambienti in cui vivono, non

perchè sono stati creati per esserlo, ma è il processo evoluzionistico,

attraverso la selezione che favorisce i più adatti, in un processo

continuo, generazione dopo generazione.

Darwin

1809

1882

Occorre tener presente che

quando si parla di individui più

adatti, non significa

essenzialmente i più forti o

coloro che hanno

caratteristiche ritenute positive.

A volte, per esempio,

potrebbero sopravvivere in

maggior numero gli individui

più piccoli e più deboli (minor

bisogno di cibo in ambienti in

cui se ne dispone poco, oppure

maggior facilità a nascondersi

dai predatori, ecc).



Darwin non riusci mai però a spiegare in maniera esaudiente quali fossero i

meccanismi alla base della variabilità e della ereditarietà dei caratteri. In realtà le

conoscenze di allora non erano in grado spiegare questi meccanismi.

In realtà in quegli stessi anni Mendell aveva già presentato i risultati delle sue

ricerche, che rimasero, però ignorati sino all‟inizio del „900.

Solo successivamente con lo sviluppo della genetica e della biologia molecolare è

stato possibile spiegare quali sono i meccanismi alla base della variabilità.

L‟integrazione di queste nuove conoscenze con la teoria di Darwin prende il nome

di Neodarvinismo.

Darwin

1809

1882

Riepilogando:

1.In una popolazione esiste una certa variabilità di caratteri che possono essere

ereditati;

2.Il potenziale riproduttivo è superiore rispetto alle potenzialità dell‟ambiente (in

pratica il numero degli individui di una popolazione, se non frenato) tende ad

aumentare più di quanto l‟ambiente possa sostenere;

3.Gli individui devono competere tra loro (lotta per l‟esistenza) e solo pochi

sopravvivono e riescono a procreare, cioè coloro che possiedono alcune

caratteristiche che li favoriscono rispetto all‟ambiente (selezione naturale);

4.Gli individui più favoriti, procreando trasmettono i propri caratteri alla prole e

i loro discendenti saranno numericamente più numerosi rispetto agli individui

meno favoriti. La popolazione, quindi, evolve e cambia gradualmente;

5.Le caratteristiche degli individui meno adatti tenderanno alla estinzione.



Darwin

1809

1882

L‟esempio delle giraffe

nella teoria di Darwin

Per Darwin l‟allungamento del collo e degli arti

nelle giraffe non è una conseguenza diretta

dell‟uso, ma una conseguenza indiretta legata al

bisogno di alimentarsi. In una popolazione di

pre-giraffe a causa, per esempio, della scarsità di

erba, dovevano essere favoriti gli individui con

collo leggermente più lungo perchè facilitati a

prendere le foglie sui rami.

Consideriamo che l‟ambiente diventi sempre più

sterile e diventi essenziale poter raggiungere le

foglie nei rami più alti. Generazione dopo

generazione saranno sempre più favoriti gli

animali con il collo più lungo, fino a che la

popolazione sarà composta esclusivamente da

individui con il collo lungo.

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