Darwin

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Darwins Dangerous Idea

• Le Teorie Evoluzionistiche

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Why Evolution?

• Evolution gives an explanation as to how we
  (humans and other organisms) are here on Earth

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Why Evolution?

• However, in principle, the factual state of the
  universe, whatever it may be, cannot teach us how
  we should live or what our lives should mean.
  -Stephen Gould, Harvard University

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È stimato che oggi sulla terra sono presenti da
10106 a 100106 specie viventi
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Le teorie evolutive prima di Darwin
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• Le specie viventi si trasformano nel tempo
• Nel 1700 lo studio dei fossili dimostrava
  lesistenza di antichi organismi talvolta molto
  diversi da quelli attuali, suggerendo che le
  specie viventi si trasformano nel tempo.

• Il naturalista Georges-Louis Buffon (1707-1788)
  avanzò lipotesi che i viventi si fossero
  originati da un esiguo numero di antichissimi
  antenati.

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Le teorie evolutive prima di Darwin

• Il naturalista inglese Erasmus Darwin
  (1731-1802), nonno di Charles Darwin, era tra
  coloro che sostenevano che le specie viventi si
  trasformano nel tempo e che tali cambiamenti,
  testimoniati dai fossili, sono il risultato
  dellinterazione delle popolazioni con
  lambiente.

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Levoluzionismo secondo Lamarck

• Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) formulò una
  teoria sullevoluzione coerente e sistematica,
  secondo la quale le specie si evolvono tramite
  linterazione con lambiente.

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Levoluzionismo secondo Lamarck

• TRASFORMAZIONE DELLE SPECIE
• I viventi sono caratterizzati da unintrinseca
  capacità di trasformarsi, modificando gli organi
  destinati a far fronte ai bisogni fondamentali
  della vita
• INFLUENZE DELLAMBIENTE
• I fattori ambientali interagiscono con tale
  capacità di trasformarsi
• a) lente modificazioni ambientale creano nuovi
  bisogni
• b) gli organi si trasformano gradualmente
  adattandosi allambiente stesso

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I caratteri acquisiti

• Il punto debole della teoria risiedeva nella
  convinzione che le caratteristiche acquisite in
  tal modo fossero trasmissibili alla progenie.

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Cuvier e le teorie del catastrofismo

• Georges Cuvier (1760-1832), fondatore della degli
  studi di paleontologia dei vertebrati, spiegava
  la scomparsa di specie presenti un tempo sulla
  Terra attraverso la teoria del catastrofismo.

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Le basi del pensiero evoluzionistico di Darwin

• Gli studi del geologo scozzese Charles Lyell
  (1797-1875) fornirono le basi per il pensiero
  evoluzionistico infatti, Lyell nel suo
  Principles of Geology
• si oppose alla teoria del catastrofismo
• affermò che i lenti e costanti cambiamenti nella
  storia della Terra sono causati da forze naturali
  che operano in tempi molto lunghi.
• Principio dellAttualismo

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Charles Darwin
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• Nel suo viaggio intorno al mondo Darwin gettò le
  basi della sua teoria dellevoluzione

• Charles Darwin nacque nel 1809 in Inghilterra
  iniziò gli studi di medicina e poi di teologia,
  ma la sua vera passione erano le scienze naturali.

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Il viaggio con il Beagle

• Durante il suo viaggio durato cinque anni
  (1831-1836) sul brigantino inglese Beagle, Darwin
  osservò le somiglianze tra organismi viventi e
  fossili e la diversità della vita sulle isole
  Galápagos.

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Dalla pratica alla teoria
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• Le osservazioni che Darwin fece durante il suo
  viaggio sul Beagle lo aiutarono a elaborare la
  sua teoria sullevoluzione.
• Quando fece ritorno in Gran Bretagna, scrisse un
  saggio in cui descriveva i principi della sua
  teoria dellevoluzione, parlando di discendenza
  con modificazioni.
• Darwin si rese conto dellunità tra le specie,
  secondo cui tutti i viventi sono correlati tra
  loro attraverso un comune progenitore di qualche
  specie sconosciuta, vissuto in epoca remota.

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A.R.WALLACE

• Lavora nellarcipelago malese
• Giunge indipendentemente e contemporaneamente
  alle stesse conclusioni di Darwin riguardo
  allevoluzione per selezione naturale
• Scrive a Darwin comunicandogli le sue
  osservazioni ed ipotesi
• Darwin decide di pubblicare i dati di Wallace
  assieme ai suoi

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Unopera fondamentale

• Prevedendo le polemiche che le sue idee avrebbero
  potuto suscitare, Darwin preferì ritardare la
  pubblicazione del suo libro.
• Alfred Wallace, un altro naturalista inglese,
  concepì una teoria identica a quella di Darwin,
  che venne presentata nel 1858, citando il
  precedente saggio di Darwin.
• Darwin nel 1859 pubblicò il volume Sullorigine
  delle specie mediante selezione naturale, che
  divenne un caposaldo delle scienze naturali.

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LEVOLUZIONE avviene in due fasi

• Insorgenza della variabilità
• Selezione da parte dellambiente dei fenotipi
  migliori

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Insorgenza della variabilità
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• Secondo Darwin la selezione naturale è alla base
  dei meccanismi dellevoluzione
• Darwin osservò che gli organismi di tutte le
  specie
• hanno la tendenza a produrre prole in eccesso,
  con un numero di individui superiore a quello che
  lambiente può sostenere (superfecondità)
• La prole è variabile nelle sue caratteristiche
  individuali
• Almeno qualcuna di tali variazioni può essere
  ereditata (trasmessa da una generazione a quella
  successiva).

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La selezione naturale
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• Darwin osservò che la sopravvivenza dipende
  almeno in parte dalle caratteristiche ereditate
  dai genitori.
• Allinterno di una popolazione diversificata, gli
  individui dotati di tratti ereditari che
  permettono di adattarsi meglio allambiente,
  hanno maggiore probabilità di sopravvivere e
  riprodursi.
• Secondo Darwin, in seguito alla selezione
  naturale le caratteristiche vantaggiose saranno
  rappresentate sempre più frequentemente nelle
  generazioni successive, mentre quelle sfavorevoli
  lo saranno sempre meno.

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Selezione dei fenotipi migliori

• ...Gli organismi, uomo compreso, vivono in un
  ambiente piuttosto ostile quelli più adatti,
  rispetto a date condizioni (...)
• hanno maggiori probabilità di sopravvivere, di
  riprodursi e di trasmettere ai discendenti quei
  caratteri che li rendono più idonei. Così la
  specie si modifica nel corso delle generazioni e
  va adattandosi a condizioni nuove che
  insorgono...

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• La selezione artificiale
• Darwin trovò prove convincenti a sostegno delle
  sue teorie osservando i risultati della selezione
  artificiale, cioè la coltivazione e lallevamento
  selettivi di piante e animali.

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Evoluzione, processo inevitabile

• In sostanza, i membri delle generazioni
  successive si saranno in qualche modo evoluti
  rispetto alla generazione precedente, e saranno
  meglio adattati allambiente in cui la selezione
  è avvenuta. Come verificato da Darwin, questo è
  un inevitabile processo che semplicemente deve
  accadere, se si verificano certe condizioni.
• Si tratta dellalgoritmo evolutivo se
  esistono variazione, eredità e selezione, si
  dovrà poi ottenere evoluzione.

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FAUTORI DEL CASO

• Secondo Stephen Gould, levoluzione è così
  caotica che quasi tutti i suoi frutti sono
  condizionati dal caso.

• Ne risulta che il processo evolutivo è
  completamente passivo e privo di qualunque forma
  di finalismo, cioè dellintenzione conscia di
  conseguire determinati obiettivi. I fattori che
  condizionano e determinano il processo selettivo
  sono
• il potenziale riproduttivo della specie,
• la sua variabilità biologica,
• le mutazioni genetiche
• la variabilità ambientale

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The Selfish Gene (1976) Il Gene Egoista

• Richard Dawkins

I veri protagonisti dellevoluzione sono i geni,
replicatori egoisti.
Dawkins fa  un'ulteriore passo avanti e considera
i geni stessi come il centro focale della
selezione naturale. I corpi diventano mere
"macchine di sopravvivenza", residenze temporanee
per geni impegnati in una lotta più che
metaforica per produrre altre copie di se stessi
in future generazioni.
Gli attuali esseri viventi? Sono macchine da
sopravvivenza, progettate da colonie di geni. E i
geni ricordano i rematori di una barca in gara
con altre imbarcazioni. Quando poi la barca
affonda, loro si sono già allontanati, per andare
a remare su altre barche. In altre parole i
corpi muoiono, ma i geni sopravvivono con la
riproduzione e vanno a progettare nuovi corpi. E
proprio questa "smania dimmortalità" dei geni a
far mutare le specie.
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The Selfish Gene (1976) Il Gene Egoista
I geni, ad ogni generazione, passano il setaccio
della selezione naturale. E nel corso dei
millenni ne sopravvive solo un élite un fiume
della vita che, mutando in modo non-guidato
(random), viene risparmiato perché più adatto in
senso evoluzionistico-darwiniano.
Il flusso è indiretto nessun elemento
esistenziale entra in gioco nel processo di
copiatura e replicazione di generazione in
generazione. Solo le variazioni non-guidate
consentono la lotteria genetica di chi sopravvive
perché trovato dalla selezione più adatto al
contesto ambientale in senso lato.
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TEORIA DEI REPLICATORI EGOISTI

• Un replicatore è qualsiasi cosa di cui vengano
  prodotte delle copie.
• I geni (DNA) sono replicatori biologici.
• La vita si evolve darwinianamente attraverso la
• sopravvivenza differenziale
• di entità che si replicano

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CO-EVOLUZIONE GENI CULTURA

• Il rapporto geni-ambiente è importante, ma la
  cultura ha altrettanto peso. A sostenerlo sono i
  coevoluzionisti, che fanno notare come anche
  molte specie animali sappiano tramandare per
  apprendimento usi e scoperte di strumenti
  rudimentali.

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Co-evoluzione

• Co-evoluzione fra
• Preda e predatore
• Ospite e parassita
• Maschi e femmine
• Fonte di continua innovazione evolutiva
• Il virus dellinfluenza
• La resistenza agli antibiotici
• Selezione sessuale

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Co-evoluzione estrema simbiosi

• Una specie diventa essenziale per la vita
  dellaltra
• Funghi - radici degli alberi
• Piante fiorite - insetti
• Origini degli organismi multi-cellulari U(L.
  Margulis)
• Incorporazione dei mitocondri e di altri
  organelle
• Simbiosi come generatore di complessità

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Universalità dei rapporti cooperativi
intraspecifici

• Ogni animale sessuato ha rapporti con altri
  animali della stessa specie
• Per accopiarsi
• Per escludere i competitori
• Comportamenti cooperativi
• Comportamento da stormo
• Comportamenti altruisti

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Definizione di un comportamento altruista

• In termini biologici un comportamento altruista è
  un comportamento che riduce la probabilità di
  riproduzione dellorganismo, aumentando la
  probabilità di riproduzione di altri organismi,
  con le quali può avere, o non avere, rapporti di
  parentela

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The Future of Evolution