Selezione naturale

Le origini dell’uomo
Epistemologia della Psicologia – Prof. Vincenzo Salerno
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Per ogni specie esiste una varianza genetica
nella popolazione, causata da:
• Riproduzione sessuale che mescola i patrimoni
genetici di due individui
• Sostituzione materiale genetico durante la
divisione cellulare (assortimento indipendente,
cross over)
• Mutazioni genetiche spontanee
• Selezione naturale di caratteri genomici diversi
in popolazioni che vivono in ambienti separati
(deriva genetica)
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
L’ambiente pone dei limiti allo sviluppo
demografico di una popolazione attraverso una
pressione selettiva che premia gli individui
meglio adattati
• Selezione naturale: premia gli individui con le
caratteristiche più idonee per sopravvivere
all’ambiente e quindi con maggiori probabilità di
riprodursi
• Selezione sessuale: pressione selettiva che si
esercita nella scelta del partner per la
riproduzione
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Cambiamenti evolutivi per selezione
naturale possono essere lenti e graduali
(deriva genetica) o improvvisi dovuti alla
comparsa di individui con caratteristiche
anomale rispetto alla media della
popolazione, premiate dalla selezione
naturale o ad estinzioni di massa che
liberano nuove nicchie ecologiche con una
rapida esplosione di nuove forme di vita
che vi si adattano
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
In ogni caso i cambiamenti avvengono e
sono regolati dalla leggi della chimica,
della fisica e della biologia.
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Teoria del
cespuglio
evolutivo
Tutti gli organismi
viventi derivano da
progenitori comuni
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Considerato che la tutta la vita sulla terra si base
sugli stessi processi biochimici, gli scienziati
hanno ipotizzato la comparsa di LUCA (Last
Universal Common Ancestor) che non è il
primo organismo vivente (sono ipotizzati
innumerevoli tentativi precedenti, divenuti rami
secchi dal punto di vista evolutivo) ma il
progenitore comune dei tre domini attualmente
classificati: archei, procarioti ed eucarioti.
Praticamente il primo organismo unicellulare
che può essere considerato progenitore
comune di tutti gli organismi viventi nella terra.
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Una teoria alternativa si basa su di una
comunità di organismi antenati che si
sarebbero scambiato il patrimonio
genetico per trasferimento genico
orizzontale (teoria di Carl Woese)
M. PIATTELLI PALAMARINI, J. FODOR, Gli errori di Darwin, Feltrinelli, Milano, 2010. Pag. 82
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Speciazione: come avviene la comparsa di una nuova
specie all’interno del processo evolutivo ?
• Isolamento geografico (speciazione allopatrica)
• Nicchie ecologiche differente per cui gli individui
subiscono pressioni selettive differenti (speciazione
parapatrica)
• Piccole popolazioni che colonizzano una nuova area con
scarsi contatti popolazione principale; effetto del
fondatore (speciazione peripatrica)
• Comparsa di una criptospecie non più interfeconda
all’interno della popolazione per alterazioni del cariotipo,
es. poliploidia (speciazione simpatrica)
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Nel lungo periodo le differenze che si stratificano creano
due popolazioni con patrimonio genetico
sufficientemente differenziato da poter essere
identificate come due specie differenti.
Una specie si definisce l’insieme di una popolazione i cui
membri sono interfecondi e danno origine a prole
illimitatamente feconda.
Attenzione che il concetto di specie non è però così
netto e definito. Quando le differenze tra due
popolazioni sono sufficienti per poter parlare di una
nuova specie, piuttosto che di una sottospecie ?
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Meccanismi della speciazione
Prezigotici:
- Isolamento ecologico: due specie non condividono più lo stesso
habitat
- Isolamento meccanico: due specie hanno sviluppato morfologie o
dimensioni tali da rendere impossibile la copula
- Isolamento etologico: comparsa di pattern di corteggiamento o tempi
di estro differenti
- Isolamento gametico: fecondazione impedita da differenze
morfologiche nei gameti
Postzigotici
- Mortalità o scarsa vitalità degli ibridi
- Sterilità degli ibridi
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Il paradigma che coniuga la teoria
evoluzionistica darwiniana con la genetica
si chiama EVO-DEVO (EvolutionDevelopment). Con questo approccio, la
visione evolutiva viene vista attraverso gli
studi della genetica. Esempio geni
regolatori detti “geni omeotici” (HOX) che
regolano lo sviluppo embrionale di interi
organi.
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Comparsa della vita: come si è passati
dall’inorganico all’organico ?
Da sottolineare che il problema della comparsa
della vita sulla terra è scientificamente diverso
da quello della spiegazione dell’evoluzione della
specie. Il primo è un problema biochimico e
geochimico mentre il secondo richiama concetti
come varianza nella popolazione, la selezione
naturale, la speciazione, le dinamiche di
popolazione successive.
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Semplificando, gli steps ipotizzati, sono:
•
Le condizioni pre-biotiche (brodo primordiale) hanno permesso lo
sviluppo di piccole molecole quali aminoacidi e peptidi (esperimento di
Miller-Urev del 1953)
•
I fosfolipidi (se di lunghezza appropriata) si dispongono spontaneamente
in strutture a doppio strato, che caratterizzano la membrana cellulare.
Questo avrebbe creato delle vescicole che, inglobando molecole, le
avrebbero isolate dall’ambiente esterno.
•
La polimerizzazione di nucleotidi in molecole casuali di RNA, potrebbe
aver originato i robozimi autoreplicantisi (ipotesi del mondo a RNA)
•
La selezione naturale avrebbe favoriti ribozimi dotati di attività peptidil
transferasica con produzione di molecole proteiche. L’associazione
proteine, RNA avrebbe favorito la nascita del ribosoma, portando alla
prevalenza della sintesi proteica.
•
Le proteine soppiantano i robozimi per maggior efficienza catalitica e gli
acidi nucleici vengono limitati ad una funzione prevalentemente
genomica.
•
Il DNA compare evolutivamente in un momento successivo.
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Nel Maggio 2010 la rivista Science annuncia che
negli USA, il gruppo di scienziati guidato dal
Dott. Creig Venter è riuscita a creare in
laboratorio un organismo artificiale
monocellulare capace di replicarsi.
Praticamente il DNA è stato montato
artificialmente a partire dai 4 nucleotidi di base
(adenina, timina, guanina, citosina) e poi
innestato su di una cellula batterica
precedentemente svuotata del nucleo.
NEODARWINISMO
METODI DI DATAZIONE IN GEOLOGIA E PALEONTOLOGIA*
La datazione consiste nella determinazione dell’età di una roccia, di un fossile, o di un fenomeno geologico. Si ottiene
in base a due tipi di metodi: relativi e assoluti.
Metodi di datazione relativi
I metodi di datazione relativi stabiliscono l’età di un reperto in relazione a un altro che è ad esso posteriore. In
base al criterio seguito, si distinguono tre tipi principali: stratigrafico, paleontologico e litologico.
Metodo Stratigrafico
Il metodo stratigrafico è basato sul criterio per cui la successione delle rocce dal basso verso l’alto corrisponde alla
successione degli eventi geologici che le hanno prodotte; è un metodo molto semplice ma non sempre preciso,
come nel caso in cui gli strati siano stati sovvertiti da eventi geologici.
Metodo Paleontologico
Il metodo paleontologico si basa sull’uso di fossili, in particolare di esseri molto comuni, distribuiti su aree molto
estese della Terra e per un periodo di tempo limitato, anche dell’ordine di pochi milioni d’anni. La presenza di
questi fossili permette di determinare con buona approssimazione se la roccia che li contiene si è formata prima o
dopo di un’altra, in base al concetto che la vita si è evoluta in modo più o meno omogeneo su tutta la Terra.
Metodo Litologico
Il metodo litologico si basa sul concetto secondo cui, in un’area ristretta, rocce uguali presentano età uguali. Ha
applicazioni molto limitate ed è valido solo per i depositi formatisi all’interno di un singolo bacino sedimentario,
come può accadere in un determinato mare.
*http://www.summagallicana.it/Volume2/B.I.06.1.htm
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evoluzione della specie per selezione naturale
Metodi di datazione assoluti
I metodi di datazione assoluti sono in grado di stabilire, sia pure con un certo grado
d’approssimazione, l’età effettiva di un certo reperto.
Metodi Radiometrici
Per lo più i metodi di datazione assoluti sono radiometrici, cioè basati su misure di radioattività
residua di rocce e di resti organici e sull’analisi dei prodotti che si formano nel processo di
decadimento radioattivo (trasformazione di un elemento radioattivo in un differente elemento
stabile per emissione di particelle alfa, beta, gamma etc). Il decadimento è un processo interno ai
nuclei atomici e segue un ritmo costante che è caratteristico di ogni specie chimica radioattiva. Il
tempo che impiega una certa quantità di un elemento radioattivo a dimezzarsi è detto tempo di
dimezzamento o periodo di semitrasformazione. Per esempio, l’uranio -238 (238U) si trasforma in
piombo -206 (206Pb) con un tempo di dimezzamento di 4,5 miliardi d’anni. Questo significa che
dopo questo tempo 1 g di 238U si è trasformato per metà in 206Pb e che dopo altrettanto tempo
saranno rimasti 0,25 g di 238U etc.
Tutti questi elementi consentono datazioni per intervalli di tempo superiori a 45.000 anni. Per la
determinazione di età relativamente recenti si ricorre a elementi radioattivi di vita breve. Il metodo
più usato, specialmente per datare i reperti organici, è quello del radiocarbonio, basato sul
decadimento del carbonio -14 (14C) ad azoto -14 (14N).
Il metodo delle tracce di fissione è basato sul rilevamento dei danni provocati alle strutture
cristalline da parte delle disintegrazioni radioattive conseguenti alla fissione di 238U. Le impronte
dei danni sono messe in evidenza con opportuni procedimenti chimici e vengono contate
servendosi del microscopio ottico. Il rapporto tra il numero di tracce di fissione vecchie (cioè già
presenti nel campione) e di tracce di fissione nuove (ottenute sottoponendo il campione a un
bombardamento con quantità note di 238U) corrisponde al tempo trascorso da quando il minerale
subì un certo raffreddamento. L’ampiezza degli intervalli misurabili con questo metodo va da
300.000 a 300 milioni d’anni.
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Metodo delle Varve
Il metodo delle varve si basa sull’alternanza stagionale dei sedimenti deposti nei laghi
periglaciali. Poiché ciascun strato o varva composto di un letto chiaro e uno scuro,
rappresenta l’intervallo di tempo di un anno, il numero di varve in un deposito ne
definisce il tempo di formazione. Con questo metodo, nei depositi glaciali scandinavi
e americani sono state datate delle sequenze che risalgono fino a 15.000 anni fa.
Dendrocronologia
La dendrocronologia si basa sulla misura degli anelli annuali di accrescimento delle
piante, fossilizzate o non fossilizzate. È possibile trarre indicazioni sulle variazioni
climatiche passate basandosi sul presupposto che i vasi conduttori delle piante si
modificano secondo la maggiore o minore presenza di acqua: in primavera, per lo
schiudersi delle gemme, è necessario un maggior apporto idrico e le pareti dei vasi
sono pertanto più sottili al fine di permettere un flusso maggiore. Ogni stagione
vegetale determina inoltre un accrescimento del diametro del fusto con la formazione
di nuovo tessuto. Nella sezione trasversale di un tronco appariranno quindi degli
anelli annuali, ciascuno formato da una parte più chiara e larga corrispondente al
legno primaverile, e da una più scura e compatta corrispondente al legno estivo.
La dendrocronologia non è applicabile agli alberi che vivono in aree senza variazioni
stagionali, dove l’accrescimento è costante tutto l’anno, e neppure alle dicotiledoni,
come le palme, in cui l’accrescimento non avviene secondo anelli concentrici. Per
stabilire l’età di un albero senza abbatterlo si effettua un carotaggio, si preleva cioè
un tassello di legno corrispondente al raggio del tronco. La dendrocronologia
permette la datazione solo di periodi relativamente recenti, vista la durata limitata
della vita di una pianta e la scarsità di reperti fossili.
NEODARWINISMO
evoluzione della specie per selezione naturale
Esistono poi metodi di datazione che misurano
il tempo in milioni di anni quali :
• Datazione con il paleomagnetismo:
misurazione della polarità magnetica acquisita
da minerali magnetizzabili all’epoca della
formazione della roccia, polarità influenzata dal
campo magnetico terrestre che muta nel tempo.
• Datazione con i cicli astronomici
Ma
l’evoluzionismo, è
una teoria
universalmente
accettata ?
Critiche al neodarwinismo
Telmo Pievani nel libro citato a piè di pagina, divide le
critiche al neoevoluzionismo in:
1.
2.
3.
Confutazione delle prove empiriche
Evidenziazione delle controversie interne alla comunità
scientifica sull’evoluzionismo
Argomentazioni filsofiche, religiose o metafisiche
Per il presente lavoro espositivo sono stati considerati due
libri di critica al neoevoluzionismo che verranno
presentati nelle prossime slides
T. PIEVANI, Creazione senza Dio, Ed. Einaudi, Torino, 2006
Critiche al neodarwinismo
Gli errori di Darwin
Massimo PIATTELLI PALAMARINI, Jerry FODOR
“Lungi da noi voler instillare dubbi sulla
corposa realtà dell’evoluzione. I nostri
dubbi, e assai forti, riguardano il
meccanismo della selezione naturale
adattiva come suo motore principale”
Pag. 68
Critiche al neodarwinismo
Se le mutazioni genetiche possono essere
causali, i fenotipi corrispondenti non lo
sono in quanto legati ad una serie di
vincoli interni.
“Per cui le ipotetiche variazioni casuali sono
in realtà fortemente vincolate dalle
strutture interne degli organismi che
evolvono.” (Internalismo)
Pag. 47-66
Critiche al neodarwinismo
Epigenetica: disciplina che studia l’attività
di regolazione dei geni, tramite processi
chimici che non modificano la struttura
del DNA, ma possono modificare il
fenotipo dell’individuo con cambiamenti
trasmissibili alle progenie. Es.
metilazione del DNA o acetilazione degli
Istoni.
Pag. 79
Critiche al neodarwinismo
Trasferimento orizzontale di geni:
frequente nei microrganismi e nel mondo
vegetale, si tratta di scambio di materiale
genetico, anche tra specie differenti che
avviene in modo orizzontale anziché il
classico trasferimento verticale alle
progenie.
Pag. 81
Critiche al neodarwinismo
Le leggi della forma: interazioni
intrinseghe tra i fattori auto-organizzativi,
leggi chimiche e fisiche, condizionano la
forma finale.
“I biologi debbono prima trovare i confini del
regno delle creature possibili e solo poi
chiedersi della selezione naturale”
Pag. 90
Critiche al neodarwinismo
Selezione di caratteristiche non adattive:
“Una teoria della selezione naturale deve in
qualche modo consentire la possibilità di tratti
fenotipici che non sono adattamenti. “ (archi e
pennacchi in architettura). La selezione
naturale premia la caratteristica A che però è
legata coestensivamente alla caratteristica B.
Quindi B viene premiata anche se non è
adattiva (caratteristica detta “free rider”).
Esempio del crivello di Sober
Pag. 152-175
Critiche al neodarwinismo
Conclusioni:
“Va bene; se allora Darwin si sbagliava,
quale pensate che sia il
meccanismo dell’evoluzione ?
Risposta breve: non sappiamo quale
sia il meccanismo dell’evoluzione”
Pag. 202
Critiche al neodarwinismo
Evoluzionismo: il tramonto di una
ipotesi
Roberto DE MATTEI
Il libro raccoglie gli atti di un workshop promosso a Roma il
23 Febbraio 2009 dalla Vice-Presidenza del Consiglio
Nazionale delle Ricerche
Critiche al neodarwinismo
Guy Berthault - Il tempo richiesto per la
sedimentazione contraddice l’ipotesi
evoluzionistica.
I tempi di sedimentazione misurati in laboratorio sarebbero
molto più brevi di quelli del tempo stratigrafico, tali da
non permettere l’evoluzione delle specie come previsto
dalla teoria evoluzionista.
Pag. 89
Critiche al neodarwinismo
Jean de Pontcharra - I metodi di radiodatazione sono
inaffidabili
•
•
La datazione radiometrica non è affidabile in quanto la
radioattività non è influenzata dalla trasformazione del
campione da magma a roccia (l’orologio non parte dal
momento in cui la roccia si forma quindi al datazione
radiometrica non misura l’età delle rocce)
I fattori che possono invalidare l’attendibilità del
campione sono molteplici e non tutti prevedibili (es.
datazione con K/Ar)
Pag. 109 -125
Critiche al neodarwinismo
J. Holzschuh, J. de Pontcharra, H. Miller – ci sono
prove empiriche che sembrano confermare che
l’uomo abbia convissuto con i dinosauri
•
Datazione al C14 di collagene estratto da ossa di
dinosauri, fornisce un valore di 22.000 – 33.000 anni e
non di 65 ML anni come accettato generalmente.
Pag. 109 -125
Critiche al neodarwinismo
E’ stato scoperto un
pittogramma di
diplodoco fatto
da un uomo
preistorico nel
Gran Canyon
negli USA (Hava
Supay Canyon)
Pag. 152
Critiche al neodarwinismo
-
Raffigurazione di stegosauro nel tempio
buddista di Ta Prohm in Cambogia
risalenti al 1200 dC
Pag. 153
Critiche al neodarwinismo
Raffigurazione di
dinosauro in
resti di una
sinagoga in
Sira del
400-700
d.C.
Pag. 153
Critiche al neodarwinismo
Thomas Seiler - La teoria evoluzionista viola la
seconda legge della termodinamica.
La seconda legge della termodinamica postula che in
un sistema chiuso l’entropia (il disordine) tende a
crescere con il tempo.
“La formazione di una nuova molecola di DNA, di un
osso o di un ala non è un processo probabile, in
quanto tali strutture non sono ordinate a seconda di
una informazione già esistente. (…) Nonostante il
numero di presunti passi intermedi graduali e di
meccanismi fisici coinvolti, le leggi della termodinamica
escludono efficacemente l’emergenza di un nuovo
ordine per cause fisiche non dirette”
Pag. 157 - 175
Critiche al neodarwinismo
Pierre Rabischong – La complessità della vita
contraddice l’evoluzionismo
-
I sistemi viventi sono talmente specializzati e
complessi che non possono essere il risultato di
interventi “casuali” di selezione naturale. Per questo la
“biogenesi spontanea” teorizzata dall’evoluzionismo
non è corretta. Si deve supporre un processo di
“biogenesi diretta” costruita da un costruttore
silenzioso e invisibile.
Pag. 189 - 194
Critiche al neodarwinismo
Maciej Giertych – La selezione naturale non crea nuove
funzioni o nuove specie
-
-
-
La selezione naturale agisce sempre in negativo
(impoverisce la variabilità genetica) con perdita di
funzioni e mai in positivo.
Le mutazioni spontanee in natura, che apportino
nuove caratteristiche positive per la specie non sono
dimostrate.
“La mutazioni positive sono più un postulato che
un’osservazione”
Pag. 195 - 206
Critiche al neodarwinismo
Hugh Owen – Il paradisma evoluzionistico ha condizionato
negativamente la ricerca scientifica
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L’accettazione acritica del paradigma evoluzionistico ha fatto sì
che molte realtà siano state indagate scientificamente sono dopo
molti decenni.
Esempio la funzione degli organi vestigiali (appendice, tonsille), la
ricapitolazione embrionale di Ernst Haeckel, il DNA non
codificante.
“Siccome gli umani sono il risultato di modificazioni genetiche e di
trasferimenti casuali di materiale genetico, il trasferimento di
materiale genetico da un tipo di organismo ad un altro da parte di
un agente umano potrebbe difficilmente costituire una minaccia
più seria del processo evolutivo naturale” (sdoganamento degli
OGM e della manipolazione genetica nell’uomo)
Pag. 195 - 206
Perchè la teoria dell’evoluzione è tuttora al centro di un
infuocato dibattito pubblico che si estende ben al di là dei
confini della comunità scientifica ?
Come mai è ancora così difficile fare pace con Darwin ?
La risposta è semplice: a differenza di molte altre teorie
scientifiche, le tesi darwiniane pongono le premesse per
rispondere alle domande tradizionali sulla nostra origine e
destinazione, e in questo senso investono frontalmente gli
immaginari religiosi, metafisici, antropologici e morali che
hanno accompagnato e reso possibile la nascita e lo
sviluppo delle società occidentali moderne.
P. COSTA, Un’idea di umanità, EDB, Bologna, 2007. 2° di copertina
Bibliografia
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COSTA Paolo, Un’idea di umanità, EDB, Bologna, 2007
DARWIN Charles, L’origine delle specie per selezione naturale, Ed. Newton, Roma,
1973 (1859)
DARWIN Charles, L’origine dell’uomo, Ed. Newton, Roma, 1990 (1871)
DE DUVE Christian, Alle origini della vita, Longanesi, Milano, 2008 (2005)
DE MATTEI Roberto (a cura di), Evoluzionismo, il tramonto di una ipotesi, Ed.
Cantagalli, Siena, 2009
FERRY Luc, VINCENT Jean-DIdier, Che cos’è l’uomo ?, Garzanti, Milano, 2005
(2000)
PIATTELLI PALAMARINI Massimo, FODOR Jerry, Gli errori di Darwin, Feltrinelli,
Milano, 2010
PIEVANI Telmo, Creazione senza Dio, Ed. Einaudi, Torino, 2006