Il 19° secolo è stato un periodo di scoperte scientifiche rivoluzionarie che hanno ribaltato molte teorie precedentemente sostenute sull'origine della Terra e dell'umanità. Nel 1855, Alfred Russell Wallace pubblicò la sua proposta di una teoria dell'evoluzione attraverso la selezione naturale, seguita dal lavoro pubblicato di Charles Darwin nel 1859 Sull'origine della specie.
Anni di lavoro hanno raccolto prove convincenti che hanno portato a un'ampia accettazione del teoria dell'evoluzione da studiosi di tutto il mondo.
La teoria dell'evoluzione di Darwin
Il naturalista Charles Darwin ha passato anni ad analizzare le prove dell'evoluzione prima di pubblicare le sue scoperte. La sua teoria è stata fortemente influenzata da studiosi affini dell'epoca, in particolare Alfred Russell Wallace, James Hutton, Thomas Malthus e Charles Lyell.
Secondo la teoria dell'evoluzione, gli organismi cambiano e si adattano al loro ambiente a seguito di caratteristiche fisiche e comportamentali ereditate trasmesse dai genitori ai figli.
La definizione di evoluzione di Darwin era incentrata sull'idea di un cambiamento lento e graduale su generazioni ripetute, che chiamò "discesa con modifica.” Ha proposto che il meccanismo dell'evoluzione fosse la selezione naturale. Le osservazioni di Darwin lo hanno portato a concludere che le variazioni dei tratti all'interno di una popolazione offrono a determinati organismi viventi un vantaggio competitivo per la sopravvivenza e la riproduzione.
Che cos'è la prova evolutiva?
Le prove della definizione dell'evoluzione attingono pesantemente dagli studi biogeografici di Wallace nella foresta pluviale amazzonica e dalle osservazioni di Darwin sulle incontaminate Isole Galapagos. Entrambi i ricercatori hanno definito l'evidenza evolutiva come prova di un legame tra gli organismi viventi e il loro antenato comune.
Scoperte emozionanti nelle isole Galapagos hanno fornito a Darwin una solida base per spingere l'idea dell'evoluzione e della selezione naturale. Ad esempio, Darwin ha notato diverse variazioni del becco all'interno della popolazione naturale dei fringuelli delle Galapagos e in seguito ha compreso l'importanza delle sue scoperte. Darwin capì che le diverse specie di fringuelli discendevano da una specie sudamericana migrata alle Galapagos.
Le conclusioni di Darwin sono state corroborate da recenti studi condotti dai climatologi Peter e Rosemary Grant. I Grant si sono recati alle Isole Galapagos e hanno documentato come i cambiamenti di temperatura alterassero l'approvvigionamento alimentare. Di conseguenza, alcuni tipi di specie si sono estinti mentre altri sono sopravvissuti, grazie a particolari variazioni dei tratti nella popolazione, come il becco lungo e sondante per raggiungere gli insetti.
Che cos'è la selezione naturale?
Selezione naturale porta alla sopravvivenza del più adatto, il che significa che gli organismi più adattati superano le specie meno adattate. Esempi di pressioni di selezione includono:
- Quantità di cibo disponibile
- Riparo
- Cambiamento climatico
- Numero di predatori
Le modifiche ereditate si accumulano e possono portare all'emergere di una nuova specie. Darwin sosteneva che tutti gli esseri viventi discendono da un antenato comune nel corso di milioni di anni.
Undici motivi per cui l'evoluzione è reale
1. Prove fossili
I paleoantropologi hanno tracciato la storia dell'evoluzione umana analizzando ossa fossilizzate che mostrano come le dimensioni del cervello e l'aspetto fisico siano cambiati lentamente. Secondo lo Smithsonian National Museum of Natural History, gli Homo sapiens (gli esseri umani moderni) sono primati strettamente imparentati con le grandi scimmie dell'Africa e condividono un antenato comune che esisteva da circa 6 a 8 milioni di anni fa.
I reperti fossili possono datare organismi di determinati periodi di tempo e mostrare l'evoluzione di specie diverse da un antenato comune. Registri fossili sono spesso paragonati a fatti noti sulla geologia dell'area in cui si trovavano i fossili.
2. Scoperta di specie ancestrali
I viaggi di caccia ai fossili di Darwin hanno fornito prove considerevoli dell'evoluzione e dell'esistenza di specie ancestrali estinte. Durante l'esplorazione del Sud America, Darwin trovò i resti di un tipo estinto di cavallo.
Gli antenati dei moderni cavalli americani erano piccoli animali da pascolo con le dita dei piedi che condividevano un antenato comune con un rinoceronte. Gli adattamenti nel corso di milioni di anni includevano denti piatti per masticare l'erba, dimensioni maggiori e zoccoli per correre rapidamente dai predatori.
Fossili di transizione può rivelare anelli mancanti nella catena evolutiva. Ad esempio, la scoperta del genere Tiktaalik mostra potenzialmente l'evoluzione dei pesci in animali terrestri con quattro arti. Oltre ad essere una specie di transizione con branchie, l'ancestrale Tikaalik è anche un esempio di evoluzione del mosaico, il che significa che le sue parti del corpo si sono evolute a velocità diverse quando si adattavano dall'acqua alla terra.
3. Aumento della complessità delle piante
Erba, alberi e possenti querce si sono evoluti da un tipo di alghe verdi e briofite che si sono adattate alla terraferma circa 410 milioni di anni fa. Le spore fossili suggeriscono che le alghe primitive si siano adattate all'aria secca sviluppando un rivestimento protettivo della cuticola per la pianta e le spore.
Alla fine, le piante terrestri hanno sviluppato un sistema vascolare e pigmenti flavonoidi per la protezione dai raggi UV del sole. Il ciclo di vita riproduttivo nelle piante multicellulari e nei funghi è diventato più complesso.
4. Simile Caratteristiche anatomiche
La teoria dell'evoluzione è sostenuta dall'esistenza di strutture omologhe, che sono tratti fisici condivisi tra più specie, mostrando che discendono da un antenato comune.
Quasi tutti gli animali con arti hanno la stessa struttura, che suggerisce tratti condivisi prima di diversificarsi da un antenato comune. Allo stesso modo, tutti gli insetti iniziano con un addome, sei zampe e antenne, ma da lì si diversificano in un numero enorme di specie.
5. Gills negli embrioni umani
Embriologia offre potenti prove a sostegno della teoria dell'evoluzione. La struttura embrionale condivisa dagli organismi viventi è praticamente identica tra le specie risalenti a un antenato comune.
Ad esempio, gli embrioni di vertebrati, compresi gli esseri umani, hanno strutture branchiali nel collo che sono omologhe alle branchie dei pesci. Tuttavia, alcune caratteristiche ancestrali come le branchie di un pollo embrionale non si sviluppano in un vero organo o appendice.
L'embriologia offre potenti prove a sostegno della teoria dell'evoluzione. La struttura embrionale condivisa dagli organismi viventi è praticamente identica tra le specie risalenti a un antenato comune.
Ad esempio, gli embrioni di vertebrati, compresi gli esseri umani, hanno strutture branchiali nel collo che sono omologhe alle branchie dei pesci. Tuttavia, alcune caratteristiche ancestrali come le branchie di un pollo embrionale non si sviluppano in un vero organo o appendice.
6. Strane strutture vestigiali
Strutture vestigia sono avanzi evolutivi che hanno avuto uno scopo per un antenato comune. Ad esempio, gli embrioni umani hanno una coda nelle prime fasi dello sviluppo. La coda diventa un osso della coda indistinguibile perché avere una coda non avrebbe alcuno scopo utile negli umani. Le code in altri animali li aiutano con diverse funzioni come l'equilibrio e lo scacciare le mosche.
Le vestigia delle ossa delle zampe posteriori nei boa constrictor sono la prova dell'evoluzione delle lucertole in serpenti. In alcuni habitat, le lucertole con le zampe più corte sarebbero state più mobili e difficili da vedere. Nel corso di milioni di anni, le gambe sono diventate ancora più corte e quasi inesistenti. La frase comune, "Usalo o perdilo" si applica anche al cambiamento evolutivo.
7. Ricerca in biogeografia
biogeografia è una branca della biologia che supporta la teoria dell'evoluzione di Darwin. La biogeografia esamina come la distribuzione geografica degli organismi nel mondo si adatta ai diversi ambienti.
La geografia gioca un ruolo fondamentale nella speciazione. I fringuelli di Darwin si sono diversificati dagli antenati dei fringuelli sulla terraferma e tra le isole Galapagos per adattarsi all'ambiente circostante. Le specie ancestrali di fringuelli erano mangiatori di semi che nidificavano sul terreno; tuttavia, i fringuelli scoperti da Darwin nidificavano in vari luoghi e si nutrivano di cactus, semi e insetti. Dimensioni e forma del becco direttamente correlate alla funzione.
Kangaroo Island vicino all'Australia è uno dei pochi posti sulla Terra in cui i marsupiali prosperano insieme ai mammiferi placentati e ai monotremi che depongono le uova. Come suggerisce il nome, marsupiali come canguri e koala prosperano e superano di gran lunga gli abitanti umani.
Dopo che l'isola si è separata dal continente australiano, la flora e la fauna si sono evolute in sottospecie indisturbate da predatori di animali o colonizzazione fino al 1800. Gli scienziati confrontano e mettono a confronto piante, animali e funghi della terraferma con quelli trovati su Kangaroo Island per saperne di più sull'adattamento, la selezione naturale e il cambiamento evolutivo.
Variazioni casuali nelle piante e nei funghi hanno reso alcuni organismi più adatti a colonizzare una nuova area e a trasmettere il loro codice genetico, supportando così la teoria della selezione naturale di Darwin.
8. Adattamento analogo
Analogo adattamento sostiene il processo di selezione naturale e la teoria dell'evoluzione. Adattamenti analoghi sono meccanismi di sopravvivenza adattati da organismi non correlati che affrontano pressioni selettive simili.
La volpe artica non imparentata e la pernice bianca (uccello polare) subiscono cambiamenti di colore stagionali. La volpe artica e la pernice bianca hanno una variazione genetica che permette loro di sviluppare un colore più chiaro nel inverno per mimetizzarsi con la neve e sfuggire ai predatori affamati, ma ciò non indica un antenato comune.
9. Radiazione adattativa
Le Hawaii sono una catena di isole dove si possono trovare molti uccelli e animali spettacolari che si ritiene siano originari dell'Asia orientale o del Nord America.
Circa 56 diverse specie di rampicanti hawaiani si sono evolute da solo una o due specie, che si sono poi stabilite in diversi microclimi sull'isola in un processo chiamato radiazione adattativa. Le variazioni nei rampicanti hawaiani mostrano molti degli stessi tipi di adattamenti del becco dei fringuelli di Darwin.
10. Divergenza delle specie post-Pangea
Milioni di anni fa, i continenti della Terra erano vicini e formavano un supercontinente chiamato Pangea. Organismi simili possono essere trovati in tutto il mondo. Le placche mobili della crosta terrestre hanno causato l'allontanamento di Pangea.
Flora e fauna si sono evolute in modo diverso. Le piante, gli animali e i funghi della massa continentale originale si sono evoluti in modo diverso nei continenti di nuova formazione. I lignaggi ancestrali si sono evoluti in nuovi lignaggi post-Pangea come organismi adattati ai cambiamenti geografici.
11. Prova del DNA
Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule che crescono, metabolizzano e si riproducono secondo il loro codice genetico. Il progetto unico di un intero organismo è contenuto nel nucleo della cellula acido desossiribonucleico (DNA). L'esame delle sequenze del DNA degli amminoacidi e delle varianti genetiche di animali, piante e funghi fornisce indizi su un lignaggio ancestrale e un antenato comune.
I kit di DNA possono rivelare l'ascendenza e identificare i parenti perduti da tempo in base al confronto del materiale genetico nei campioni presentati di saliva o tamponi sulle guance. La varianza genetica in una popolazione naturale è il risultato del normale rimescolamento dei geni nella riproduzione sessuale e di mutazioni casuali durante la divisione cellulare. Errori non corretti possono causare problemi come troppi o troppo pochi cromosomi, con conseguenti disordini genetici.
Più spesso, mutazioni sono irrilevanti e non influenzano la regolazione genica o la sintesi proteica. Occasionalmente, una mutazione può rivelarsi un adattamento vantaggioso.
Vedere per credere
La storia evolutiva degli organismi viventi, comprese le origini umane, risale a milioni di anni. Tuttavia, è possibile trovare prove di un'evoluzione rapida e veloce di diverse specie. Ad esempio, i batteri si riproducono rapidamente ed evolvono per avere geni di resistenza agli antibiotici.
Gli insetti che sono più in grado di resistere ai pesticidi sopravvivono e si riproducono a un ritmo più elevato.
Esempi di selezione naturale sono riconoscibili in tempo reale. Ad esempio, i topi di campagna di colore chiaro possono essere facilmente individuati in un campo di grano e mangiati dai predatori. I topi grigio brunastri sono più in grado di mimetizzarsi con l'ambiente circostante. La colorazione mimetizzata migliora la sopravvivenza e la riproduzione.
Applicazioni commerciali della teoria di Darwin
La teoria dell'evoluzione ha utili applicazioni in agricoltura. Ancor prima che venissero scoperti geni e molecole di DNA, gli agricoltori utilizzavano l'allevamento selettivo per migliorare i raccolti o un allevamento di bestiame. Attraverso il processo di selezione artificiale, piante, animali e funghi con qualità superiori sono stati e vengono incrociati per migliorare la popolazione complessiva e creare ibridi ideali.
Tuttavia, gli ibridi hanno spesso poca variabilità, che minaccia la sopravvivenza della specie se le condizioni ambientali cambiano o la malattia colpisce.