4 EVIDENZE DELL'EVOLUZIONE DEGLI ESSERI VIVENTI - BIOLOGIA - 2025

L' evidenza per l'evoluzione consiste in una serie di test per confermare il processo di cambiamento durante il passare del tempo nelle popolazioni biologiche. Questa evidenza proviene da diverse discipline, dalla biologia molecolare alla geologia.

Nel corso della storia della biologia, sono state elaborate una serie di teorie che hanno cercato di spiegare l'origine delle specie. La prima di queste è la teoria fissista, ideata da un certo numero di pensatori, risalente al tempo di Aristotele. Secondo questo corpo di idee, le specie sono state create indipendentemente e non sono cambiate dall'inizio della loro creazione.

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Successivamente, è stata sviluppata la teoria trasformista che, come suggerisce il nome, suggerisce la trasformazione delle specie nel tempo. Secondo i trasformisti, sebbene le specie siano state create in eventi separati, sono cambiate nel tempo.

Infine, abbiamo la teoria evolutiva, che oltre a proporre che le specie siano cambiate nel tempo, considera un'origine comune.

Questi due postulati furono organizzati dal naturalista britannico Charles Darwin, giungendo alla conclusione che gli esseri viventi provenissero da antenati molto diversi da loro e sono legati tra loro da antenati comuni.

Prima dell'epoca di Darwin, veniva usata principalmente la teoria fissista. In questo contesto, gli adattamenti degli animali sono stati concepiti come creazioni di una mente divina per uno scopo specifico. Pertanto, gli uccelli avevano ali per volare e le talpe avevano gambe per scavare.

Con l'arrivo di Darwin, tutte queste idee vengono scartate e l'evoluzione comincia a dare un senso alla biologia. Successivamente spiegheremo le principali prove che supportano l'evoluzione e aiutano a escludere fissità e trasformismo.

La documentazione fossile e la paleontologia

Cos'è un fossile?

Il termine fossile deriva dal latino fossilis, che significa "da una fossa" o "dalla terra". Questi preziosi frammenti rappresentano per la comunità scientifica un prezioso “sguardo al passato”, letteralmente.

I fossili possono essere resti di animali o piante (o di un altro organismo vivente) o qualche traccia o segno che l'individuo ha lasciato su una superficie. L'esempio tipico di fossile sono le parti dure di un animale, come il guscio o le ossa che sono state trasformate in roccia da processi geologici.

Anche le “tracce” di organismi possono essere trovate nel registro, come tane o tracce.

Nei tempi antichi, si pensava che i fossili fossero un tipo molto particolare di roccia che era stato modellato dalle forze ambientali, sia esso acqua o vento, e che assomigliava spontaneamente a un essere vivente.

Con la rapida scoperta di un vasto numero di fossili, divenne chiaro che non si trattava semplicemente di rocce e che i fossili vennero considerati i resti di organismi vissuti milioni di anni fa.

I primi fossili rappresentano la famosa "fauna di Ediacara". Questi fossili risalgono a circa 600 milioni di anni fa.

Tuttavia, la maggior parte dei fossili risalgono al periodo Cambriano, circa 550 milioni di anni fa. Infatti, gli organismi di questo periodo sono principalmente caratterizzati da enormi innovazioni morfologiche (ad esempio, l'immenso numero di fossili rinvenuti nella Burguess Shale).

Perché i fossili sono la prova dell'evoluzione?

È logico che la documentazione fossile - una vasta carovana di forme diverse che non osserviamo più oggi e che alcune sono estremamente simili alle specie moderne - smentisce la teoria fissista.

Sebbene sia vero che la registrazione è incompleta, ci sono alcuni casi molto particolari in cui troviamo forme di transizione (o stadi intermedi) tra una forma e l'altra.

Un esempio di forme incredibilmente conservate nel disco è l'evoluzione dei cetacei. C'è una serie di fossili che mostrano il graduale cambiamento che questo lignaggio ha subito nel tempo, a partire da un animale terrestre a quattro zampe e terminando con le enormi specie che popolano gli oceani.

In Egitto e Pakistan sono stati trovati fossili che mostrano l'incredibile trasformazione delle balene.

Un altro esempio che rappresenta l'evoluzione di un moderno taxon è la documentazione fossile dei gruppi che hanno dato origine ai cavalli odierni, da un organismo delle dimensioni di un canide e con denti da sfogliare.

Allo stesso modo, abbiamo fossili molto specifici di rappresentanti che potrebbero essere stati gli antenati dei tetrapodi, come Ichthyostega, uno dei primi anfibi conosciuti.

Omologia: prove di origine comune

Cos'è l'omologia?

L'omologia è un concetto chiave nell'evoluzione e nelle scienze biologiche. Il termine fu coniato dallo zoologo Richard Owen, e lo definì come segue: "lo stesso organo in animali diversi, in qualunque forma e funzione".

Per Owen, la somiglianza tra le strutture o morfologie degli organismi era dovuta unicamente al fatto che corrispondevano alla stessa pianta o "arotipo".

Tuttavia, questa definizione era precedente all'era darwiniana, per questo motivo il termine è usato in modo puramente descrittivo. Successivamente, con l'integrazione delle idee darwiniane, il termine omologia assume una nuova sfumatura esplicativa e la causa di questo fenomeno è una continuità dell'informazione.

Le omologie non sono facili da diagnosticare. Tuttavia, ci sono prove certe che dicono al ricercatore che sta affrontando un caso di omologia. Il primo è riconoscere se esiste una corrispondenza in termini di posizione spaziale delle strutture.

Ad esempio, negli arti superiori dei tetrapodi il rapporto delle ossa è lo stesso tra gli individui del gruppo. Troviamo un omero, seguito da un raggio e un'ulna. Sebbene la struttura possa essere modificata, l'ordine è lo stesso.

Tutte le somiglianze sono omologie?

In natura, non tutte le somiglianze tra due strutture o processi possono essere considerate omologhe. Ci sono altri fenomeni che portano a due organismi che non sono correlati tra loro in termini di morfologia. Questi sono convergenza evolutiva, parallelismo e inversione.

Il classico esempio di convergenza evolutiva è l'occhio dei vertebrati e con l'occhio dei cefalopodi. Sebbene entrambe le strutture svolgano la stessa funzione, non hanno un'origine comune (l'antenato comune di questi due gruppi non aveva una struttura simile all'occhio).

Pertanto, la distinzione tra tratti omologhi e analoghi è vitale per stabilire relazioni tra gruppi di organismi, poiché solo i tratti omologhi possono essere utilizzati per fare inferenze filogenetiche.

Perché le omologie sono la prova dell'evoluzione?

Le omologie sono prove dell'origine comune delle specie. Tornando all'esempio del quiridio (membro formato da un solo osso nel braccio, due nell'avambraccio e nelle falangi) nei tetrapodi, non c'è motivo per cui un pipistrello e una balena debbano condividere lo schema.

Questo argomento fu usato dallo stesso Darwin in The Origin of Species (1859), per confutare l'idea che le specie fossero progettate. Nessun designer, non importa quanto inesperto, userebbe lo stesso modello su un organismo volante e uno acquatico.

Per questo motivo, possiamo concludere che le omologie sono prove di ascendenza comune, e l'unica spiegazione plausibile che esiste per interpretare un quiridio in un organismo marino e in un altro volante, è che entrambi si siano evoluti da un organismo che aveva già questa struttura.

Cosa sono le omologie molecolari?

Finora abbiamo solo accennato alle omologie morfologiche. Tuttavia, le omologie a livello molecolare servono anche come prova dell'evoluzione.

L'omologia molecolare più ovvia è l'esistenza di un codice genetico. Tutte le informazioni necessarie per costruire un organismo si trovano nel DNA. Questo diventa una molecola di RNA messaggero, che viene infine tradotta in proteine.

Le informazioni sono in un codice di tre lettere, o codoni, chiamato codice genetico. Il codice è universale per gli esseri viventi, sebbene esista un fenomeno chiamato bias di utilizzo dei codoni, in cui alcune specie utilizzano determinati codoni più frequentemente.

Come si può verificare che il codice genetico sia universale? Se isoliamo l'RNA mitocondriale che sintetizza la proteina dell'omoglobina da un coniglio e la introduciamo in un batterio, il meccanismo del procariota è in grado di decodificare il messaggio, sebbene non produca naturalmente emoglobina.

Altre omologie molecolari sono rappresentate dall'enorme numero di vie metaboliche comuni in diversi lignaggi, ampiamente separati nel tempo. Ad esempio, la degradazione del glucosio (glicolisi) è presente praticamente in tutti gli organismi.

Cosa ci insegnano le omologie molecolari?

La spiegazione più logica del motivo per cui il codice è universale è un incidente storico. Come il linguaggio nelle popolazioni umane, il codice genetico è arbitrario.

Non c'è motivo per cui il termine "tabella" debba essere utilizzato per designare l'oggetto fisico della tabella. Lo stesso vale per qualsiasi termine (casa, sedia, computer, ecc.).

Per questo motivo, quando vediamo che una persona usa una certa parola per designare un oggetto, è perché l'ha imparata da un'altra persona: suo padre o sua madre. E questi, a loro volta, l'hanno imparato da altre persone. Cioè, implica un antenato comune.

Allo stesso modo, non c'è motivo per cui la valina sia codificata dalla serie di codoni che si associano a questo amminoacido.

Una volta stabilito il linguaggio per i venti amminoacidi, si è bloccato. Forse per ragioni energetiche, poiché qualsiasi deviazione dal codice potrebbe avere conseguenze deleterie.

Selezione artificiale

La selezione artificiale è un test delle prestazioni del processo di selezione naturale. In effetti, la variazione dello status domestico era cruciale nella teoria di Darwin e il primo capitolo sull'origine delle specie è dedicato a questo fenomeno.

I casi più noti di selezione artificiale sono il piccione domestico e il cane. Questo processo funzionale attraverso l'azione umana che sceglie selettivamente alcune varianti dalla popolazione. Pertanto, le società umane hanno prodotto le varietà di bestiame e piante che vediamo oggi.

Ad esempio, caratteristiche come le dimensioni della mucca possono essere rapidamente modificate per aumentare la produzione di carne, il numero di uova deposte dalle galline e la produzione di latte, tra gli altri.

Poiché questo processo avviene rapidamente, possiamo vedere l'effetto della selezione in un breve periodo di tempo.

Selezione naturale nelle popolazioni naturali

Sebbene l'evoluzione sia considerata un processo che richiede migliaia o in alcuni casi anche milioni di anni, in alcune specie possiamo osservare il processo evolutivo in azione.

Resistenza agli antibiotici

Un caso di rilevanza medica è l'evoluzione della resistenza agli antibiotici. L'uso eccessivo e irresponsabile di antibiotici ha portato ad un aumento delle varianti resistenti.

Ad esempio, negli anni '40, tutte le varianti degli stafilococchi potevano essere eliminate con l'applicazione dell'antibiotico penicillina, che inibisce la sintesi della parete cellulare.

Oggi, quasi il 95% dei ceppi di Staphylococcus aureus sono resistenti a questo antibiotico e ad altri la cui struttura è simile.

Lo stesso concetto si applica all'evoluzione della resistenza dei parassiti all'azione dei pesticidi.

La falena e la rivoluzione industriale

Un altro esempio molto popolare nella biologia evolutiva è la falena Biston betularia o farfalla di betulla. Questa falena è polimorfa in termini di colorazione. L'effetto umano della rivoluzione industriale ha causato una rapida variazione delle frequenze alleliche della popolazione.

In precedenza, il colore predominante nelle falene era la luce. Con l'avvento della rivoluzione, l'inquinamento raggiunse livelli incredibilmente alti, oscurando la corteccia delle betulle.

Con questo cambiamento, le falene con colori più scuri iniziarono ad aumentare la loro frequenza nella popolazione, poiché per motivi mimetici erano meno appariscenti per gli uccelli, i loro principali predatori.

Le attività umane hanno influenzato in modo significativo la selezione di molte altre specie.

Riferimenti

1. Audesirk, T., Audesirk, G. e Byers, BE (2004). Biologia: scienza e natura. Pearson Education.
2. Darwin, C. (1859). Sulle origini delle specie mediante selezione naturale. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisi evolutiva. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evoluzione. Sinauer.
5. Soler, M. (2002). Evoluzione: le basi della biologia. Progetto Sud.