lunedì 22 dicembre 2008

* 7 - EVOLUZIONE *

Settimo ed ultimo post tematico sull'evoluzione.
Con quest'ultima serie di diapositive si conclude un ciclo di post dedicati alla descrizione ed esemplificazione dell'evoluzionismo con un occhio di riguardo al Neodarwinismo.
Dopo aver introdotto, descritto, provato e studiato l'argomento, concludiamo descrivendo i meccanismi di micro e macroevoluzione approfondendo il discorso legato alla speciazione. Alcuni schemi descrittivi ed un esempio di evoluzione trasversale che si discosta radicalmente dagli esempi di segito riportati.

MICROEVOLUZIONE: processo evolutivo che comporta piccoli cambiamenti delle frequenze geniche all'interno delle popolazioni, la differenziazione di queste in varietà e la formazione di nuove specie.

MACROEVOLUZIONE: evoluzione che porta a importanti cambiamenti strutturali e che si compie in lunghi periodi di tempo. Processo di formazione di taxa superiori alle specie (generi, famiglie e ordini di esseri viventi.

SPECIAZIONE il processo evolutivo per cui, da una specie originaria derivano due o più specie diverse.

• GRADUALE:

ALLOPATRICA(Le popolazioni vivono in territori distanti)

vicarianza (separazione geografica dovuta a eventi geologici)

migrazione (separazione geografica è dovuta ad eventi climatici)

dispersione (separazione geografica è dovuta a migrazione, trasporto passivo fortuito)

PARAPATRICA(le popolazioni vivono in territori contigui).

L’ostacolo al flusso genico è determinato da fattori ambientali.

SIMPATRICA (le popolazioni si trovano sullo stesso territorio).

L’ ostacolo al flusso genico è determinato da caratteristiche morfologiche, etologiche, o funzionali.

• IMPROVVISA: L’ ostacolo al flusso genico è determinato da una improvvisa mutazione genomica (poliploidismo)

Può succedere però anche che lo spostamento di geni sia assolutamente trasversale e fuori dagli schemi proposti...

giovedì 18 dicembre 2008

* 6 - EVOLUZIONE *

Rieccoci, ricordo sempre per i nuovi interessati di procedere alla consultazione dei post evoluzionistici dal primo, il più basso, al più recente, il più alto...proprio come nello studio stratigrafico.
Con la teoria ormai ampiamente provata, il dibattito deve necessariamente spostarsi verso i meccanismi mediante i quali le transizioni tra specie avvengono. In relazione a questo argomento, due sono le principali correnti di pensiero esistenti: il gradualismo filetico darwiniano e (neodarwiniano) e gli equilibri punteggiati...

...dobbiamo credere delle specie non un cambiamento graduale o una degenerazione derivante dalle circostanze: se una specie si trasforma invero in un’altra dev’essere per saltum - oppure la specie potrebbe perire.C. Darwin (par. 130 Taccuino rosso)

pochi sono a conoscenza del fatto che agli arbori dei suoi studi evoluzionistici, prima di addentrarsi nella scrittura de "L'origine della specie" e convincersi del gradualismo, Darwin sosteneva il concetto di evoluzione per saltum, una anticipazione precoce degli equilibri punteggiati.

La teoria degli EQUILIBRI PUNTEGGIATI concettualmente rientra nella teoria dell'evoluzione per selezione naturale, formulando un nuovo modello di speciazione.
Il termine equilibri punteggiati compare nel 1972 all’interno del saggio “Punctuated Equilibria: An alternative to Phyletic Gradualism”, scritto a due mani da Stephen Jay Gould e Niles Eldredge.


La teoria di Gould e Eldredge si contrappone radicalmente al gradualismo filetico in questi termini:

  • Le nuove specie sorgono in seguito a una scissione della linea evolutiva
  • Le nuove specie si sviluppano rapidamente;
  • All'origine della nuova specie si trova una piccola sottopopolazione della forma ancestrale;
  • La nuova specie si origina in una parte piccolissima dell'ambito di distribuzione geografica della specie ancestrale, in un'area isolata alla periferia di questo ambito (Eldredge, Gould,1972);

Il neodarwinismo sostiene invece che:

  • Le nuove specie si originano dalla trasformazione di una popolazione antenata nelle sue discendenti modificate.
  • Questa trasformazione è lenta e graduale.
  • La trasformazione avviene quando una popolazione è isolata dal punto di vista riproduttivo.
  • La trasformazione ha luogo in tutto l'ambito di distribuzione della popolazione antenata, o almeno in gran parte di esso.


Il record fossile ben rappresenta il concetto di Gould, tanto da ritenere che "La biostratigrafia si basa sulle stasi evolutive, cioè i periodi in cui una specie, dopo essere comparsa, permane fino all’estinzione" (S. J. Gould, 2002 “La struttura della teoria dell’evoluzione”)
In alcuni casi però, dove il record stratigrafico e paleontologico sono molto continui e completi, il gradualismo filetico risulta comprovato:

Probabilmente i due meccanismi sono entrambi validi, Gould e Eldredge infatti non a caso definiscono gli equilibri punteggiati un'alternativa al gradualismo. L'evoluzione avviene a diverse velocità in funzione della casualità di manifestazione degli eventi climatici o ambientali. Il record fossile, sfortunatamente, non sempre è sufficiente a dimostrarlo. Ma questo, Darwin, già lo sapeva.

venerdì 12 dicembre 2008

* 5 - EVOLUZIONE *

Quinto post a tema, revisione storica completata e discussione scientifica già apliamente inoltrata. Si discute di una teoria scientifica, ci rifacciamo di conseguenza alla definizione stessa: teoria (dal greco theorein, composto da thea, "spettacolo" e horao, "osservo", ovvero "guardare uno spettacolo") è un modello o un insieme di modelli che spiegano i dati osservativi a disposizione, e che offrono predizioni che possono essere verificate. Nella scienza, una teoria non può essere mai completamente provata, perché non è possibile assumere che conosciamo tutto ciò che c'è da conoscere (compresi eventuali elementi che potrebbero screditare la teoria). Invece, le teorie che spiegano le osservazioni vengono accettate finché un'altra osservazione non è in disaccordo con esse. In tal caso, la teoria incriminata viene eliminata del tutto oppure, se possibile, cambiata leggermente per poter comprendere l'osservazione (Wikipedia).

A suo tempo Darwin impostò gran parte del proprio lavoro sull'osservazione e la ricerca delle prove alla veridicità della sua teoria. Nell'Origine della specie elenca una serie di elementi comprovanti come le testimonianze fossili, le omologie, gli organi rudimentali, le prove embriologiche e le prove biogeografiche. A quest'elenco le moderne scienze aggiungono le similitudini tra le proteine, le prove genetiche e numerose altre scoperte che potremmo far rientrare nelle categorie appena elencate. Di seguito alcune di queste prove...

Le scoperte paleontologiche si sono aggiunte numerose negli anni alle osservazioni di Darwin. L'incremento del record paleontologico, migliori metodi analitici e maggiori conoscenze di anatomia comparata, unite all'apporto offerto, per le specie fossili più recenti, dalla genetica, hanno fatto abbandonare l'idea dell'anello di congiunzione come della singola specie in grado di dimostrare l'innegabile passaggio tra due classi bensì hanno contribuito a delineare una transizione più complessa da un gruppo all'altro, non attraverso una singola specie, ma attraverso sequenze o "cespugli" di specie che gradualmente con velocità variabile hanno determinato i vari passaggi. Come già Darwin sosteneva allora, il record fossile è assolutamente insufficiente...

Proteine ed acidi nucleici si assomigliano in tutti gli organismi. Una moderna osservazione di omologie che testimonia l'origine comune delle forme di vita da un organismo precursore ancestrale.

Omologhi si definiscono due organi che presentano la medesima origine embriologica. L'omologia di conseguenza è la somiglianza dovuta all' eredità e deriva da un antenato che possiede quel determinato carattere. Di conseguenza le omologie riflettono la storia genealogica e, se correttamente identificate, permettono di organizzare le specie in alberi evolutivi. Il concetto non va confuso con analogia che definisce tali due organi che esplicano medesima funzione ma presentano una differente origine embriologica.

Questi organi, residui dei nostri progenitori, sono rappresentati da strutture prive di alcuna funzione e risultano perfettamente omologhi con le stesse strutture normalmente sviluppate e funzionanti presenti in gruppi affini. Ad esempio il Boa ed il pitone, quantunque non presentino arti posteriori, hanno, seppur fortemente ridotti, un femore e le ossa del bacino. Gli animali ipogei hanno generalmente occhi ridotti e assenti, forme vestigiali un tempo funzionali negli antenati che vivevano all’aperto. Anche le balene presentano rudimenti di bacino. Nell'uomo si riconoscono come organi vestigiali l'appendice dell'intestino, i terzi molari (denti del giudizio) ed il coccige.

La distribuzione geografica di molte specie testimonia indubbiamente processi geologici trascorsi che hanno portato antiche popolazioni di specie ad isolarsi e ad evolversi separatamente, dando origine a nuove specie e spesso anche ad endemismi. Un esempio classico sono le due faune caratteristiche della Nuova Guinea e del Borneo, suddivise da un braccio di mare riconosciuto oggi nella linea di Wallace, in memoria dello scopritore.

Indagini farmacologiche, biochimiche ed ecologiche testimoniano una progressiva resistenza degli organismi agli antibiotici, ai pesticidi ed agli antiparassitari. Un'evoluzione delle specie spinta dalla mannaia di una selezione naturale di cui l'uomo risulta artefice.

martedì 9 dicembre 2008

* 4 - EVOLUZIONE *

Lo schema è quello classico, le giraffe a lungo collo che prevalgono su quelle col collo corto. Un vantaggio acquisito con l’uso o la selezione indiretta degli individui più adatti?
E’ il dilemma che si interpone tra il pensiero lamarckiano e quello darwiniano, un solco sempre più profondo scavato da Darwin, Wallace e sostenuto da Huxley come illuminazione darwiniana…
Ma il motore di questa selezione indiretta quale è? Come si compie? Quali fattori intervengono?
Questo post, il quarto della serie, vuol essere la risposta ad alcuni di questi quesiti…

(continuo a ricordare che i post vanno letti e consultati dal più antico (più basso) al più recente (più alto), come per gli strati delle rocce, o nello studio dei fossili: in ordine stratigrafico)

Lamarck vs. Darwin-Wallace: collezionando coleotteri Darwin e Wallace comprendono il concetto di diversità intraspecifica, cioè l’insieme di differenze che caratterizzano gli individui di una specie.

Sia Darwin sia Wallace furono molto influenzati dalla lettura del «Saggio sui principi della popolazione» dell’economista inglese T. R. Malthus, il quale sosteneva che le popolazioni si accrescono con un ritmo molto maggiore di quello con il quale aumentano le risorse alimentari e questo fatto obbliga gli individui ad una continua lotta per l’esistenza.
Darwin (ma anche Wallace) capì che a causa della lotta per l’esistenza si realizza un processo di selezione naturale che permette la sopravvivenza unicamente degli individui meglio adattati alle diverse e particolari condizioni ambientali.
La natura seleziona gli individui dotati di caratteri vantaggiosi mentre elimina gli altri. Attraverso la riproduzione, le modificazioni vantaggiose si trasmettano da una generazione all’altra e quindi gradualmente gli organismi si differenziano in gruppi sempre più diversi fino a diventare specie distinte.

Nasce un nuovo concetto:
la selezione naturale

L’espressione selezione naturale è usata da Darwin come una metafora a indicare diversi meccanismi tutti orientati a far si che i caratteri che influiscono positivamente sul numero di discendenti (fitness) abbiano un effetto autorinforzante.

Il meccanismo della selezione naturale secondo Darwin può essere spiegato da:
Sovraproduzione. Gli organismi producono una prole troppo numerosa rispetto alle risorse disponibili per garantirne la sopravvivenza; solo pochi individui sopravvivono fino alla maturità sessuale.
Variabilità. In ogni popolazione esiste una variabilità tra caratteri portati da individui diversi e i vari caratteri che determinano le differenze tra i singoli individui sono ereditabili. Alcuni di questi caratteri migliorano la probabilità di sopravvivenza degli individui che li possiedono.

NEODARWINISMO: “La selezione naturale agisce come la principale (se non l’unica) forza creativa nel dare origine a novità di tipo evolutivo”.

Altro pensiero economico che ben rappresenta aspetti di dinamiche ecologiche…
Il risultato migliore si ottiene quando ogni componente del gruppo fa ciò che è meglio per sé e per il gruppo, secondo la teoria delle dinamiche dominanti" John Nash.

giovedì 4 dicembre 2008

* 3 - EVOLUZIONE *

Un primo passo verso la comprensione della teoria deve necessariamente passare attraverso la revisione storica dei passaggi graduali che hanno portato, studiosi ed appassionati, a costruire le basi per il grande balzo darwiniano. Non un’isolata intuizione quindi, bensì un meditato e complesso atto di genialità poggiante su solidi ma intricati fondamenti…

(ricordo sempre che i post vanno letti e consultati dal più antico (più basso) al più recente (più alto), come per gli strati delle rocce, o nello studio dei fossili: in ordine stratigrafico)

  • Fissismo: prima del XVIII secolo dominava la concezione del mondo come entità immutata fin dalla sua creazione;
  • Si trova un primo abbozzo dell’idea di evoluzione in alcuni filosofi greci, in particolare Xenofane, Empedocle e Aristotele. Aristotele nel suo "Scala Naturae" aveva espresso il concetto di un progressivo perfezionamento delle cose viventi, dalla materia inanimata alle piante, quindi agli animali e infine all’Uomo. Tuttavia i Greci non arrivarono a sviluppare una teoria evolutiva su basi scientifiche.
  • Galileo, studiò i fossili affermando che si trattava di resti di organismi e non di scherzi della natura.
  • nel ‘700 il naturalista svedese Carlo Linneo affermava che le specie esistenti erano da sempre e per sempre quelle create per progetto divino (fissismo).
  • James Hutton sviluppò nel 1795 la teoria dell'uniformatorismo, teoria secondo la quale i processi geologici hanno agito nel passato con le stesse modalità con cui agiscono oggi.
  • Il biologo francese Georges-Louis Leclerc, Conte di Buffon, verso la metà del '700 affermava che le specie possono essere cambiate dal momento della loro creazione. Buffon inoltre ragionava su varie ipotesi riguardo alle cause e ai meccanismi dei cambiamenti: influenza dell'ambiente, migrazioni, isolamento geografico, lotta per l'esistenza.
  • Erasmo Darwin (nonno di Charles) verso la fine del '700 formulava l'ipotesi di un possibile progenitore comune basandosi su osservazioni effettuate sullo sviluppo embrionale degli animali, sulla selezione operata da allevatori e coltivatori e sulla presenza di organi oggi inutili che secondo lo scienziato sarebbero stati funzionali negli antenati degli attuali animali.







lunedì 1 dicembre 2008

* 2 - EVOLUZIONE *

Ok Amici, ci siamo. Da oggi inizia la serie di post evoluzionistici la cui sequenza costituirà un compendio storico-scientifico sulla teoria dell'evoluzione come espressa dal Neodarwinismo.
In aiuto ai meno esperti si comunica che i post vanno letti e consultati dal più antico (più basso) al più recente (più alto), come per gli strati delle rocce, o nello studio dei fossili: in ordine stratigrafico.
Ciò che vedremo al termine dell'ultimo post saranno i risultati di un lungo periodo di riflessione e documentazione, le fasi finali di un processo ben visibile nelle specie moderne per esempio, apici dei rami di un infinito albero che sprofonda le proprie radici nel remoto passato....

"NEODARWINISMO: STORIA DELL'EVOLUZIONE DI UNA TEORIA"
Premessa
  • TEORIA (dal greco "theorein", "guardare“) è un modello o un insieme di modelli che spiegano i dati osservativi a disposizione, e che offrono predizioni che possono essere verificate.
  • IPOTESI (supposizione in greco antico) è una spiegazione proposta per un dato fenomeno, non ancora dimostrata da prove.
La Teoria dell’evoluzione e’ la teoria più importante in campo biologico; essa costituisce il fondamento della moderna biologia e anche numerose altre discipline ne sono fortemente influenzate. L'evoluzione biologica si fonda sul principio della "discendenza con modificazione" che prevede la possibilità che intervengano cambiamenti nelle caratteristiche delle popolazioni quando il materiale genetico viene trasmesso da una generazione all'altra. Tutte le specie derivano da un progenitore ancestrale comune.

Lo sapevate che...l’uomo presenta il 98% dei propri geni in comune con lo scimpanzè e circa il 40% con la banana.

Le specie sono le unità naturali ordinate dai tassonomisti.
Ai tempi di Linneo la specie era intesa come un gruppo d'individui simili separati da tutti gli altri da una netta discontinuità morfologica*. Specie biologica (concetto indotto dall’affermarsi della teoria dell’evoluzione e dalla scoperta di sp. simili): comunità riproduttiva costituita dall'insieme di organismi interfecondi e in grado di dare origine a prole fertile. In questa definizione il carattere discriminante non è l'aspetto, ma l'isolamento riproduttivo.
Esistono inevitabili casi problematici nei quali la definizione di specie trova difficoltà di espressione: organismi a riproduzione asessuale, organismi nei quali la compatibilità è variabile nel tempo e nello spazio; popolazioni allopatriche cioè geograficamente isolate tra loro, per le quali non esiste, in condizioni normali, alcuna possibile verifica di compatibilità riproduttiva ed in fine gli organismi estinti.


* Oggi il concetto linneiano rientra nella definizione di SPECIE PALEONTOLOGICA.