Zoologia - Teorie Evoluzionistiche PDF

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Teorie Evoluzionistiche
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Origine della vita L’uomo, fin da sempre, ha tentato di comprendere come la vita si sia formata e affermata nel nostro pianeta. La più nota ed affermata teoria della civiltà occidentale sull’origine della vita sulla Terra è quella descritta nella Bibbia: “ Dio creò tutte le diverse specie animali e vegetali come le conosciamo oggi, senza che abbiano subito mutazioni “. All’ uomo primitivo veniva attribuita una vita piuttosto semplice e selvaggia, alla quale seguì, quasi subito, la nascita delle prime civiltà, organizzate prima in villaggi, poi in città sempre più grandi ed evolute, con relative guerre, conquiste ed ogni altra manifestazione umana. Generazione Spontanea Nel IV secondo a.C. Aristotele affermò che la vita si sia originata da forme non viventi preesistenti per “generazione spontanea”, secondo la quale le forme viventi nascevano dalla materia inerte o inanimata grazie ai flussi vitali. Secondo questa teoria, quindi, particelle inorganiche, quindi di materia non vivente, soggette ad un’ipotetica forza vegetativa, potevano generare non solo piccoli organismi invertebrati, ma addirittura i Vertebrati. Iniziarono così a venir fuori una serie di teorie evolutive:

- Secondo il botanico nutrizionista belga Van Helmont se si schiaccia un capo intimo macchiato di sudore insieme ad un pò di grano in un vaso aperto, dopo 21 giorni il grano si trasforma in topi.

- Il naturalista Francesco Redi confutò la teoria della generazione spontanea e dimostrò che le mosche nascevano da uova depositate da altre mosche.

- Successivamente, Spallanzani dimostrò l’infondatezza della teoria della generazione spontanea

-

tramite un esperimento: egli preparò degli infusi e li sterilizzò facendoli bollire per più di un'ora. Alcuni di questi infusi erano contenuti in recipienti di vetro sigillati alla fiamma. Spallanzani notò che in questi contenitori non si verificava crescita batterica (l'infuso non si intorbidiva né era possibile osservare microrganismi al microscopio). Questo lavoro lo fece conoscere in tutta Europa. Infine, fu Pasteur, nel 1860, che confermò definitivamente l’infondatezza della teoria della generazione spontanea, all’accademia dei Lincei, tramite un esperimento con matracci a collo d’oca. In genere i matracci vengono tutt’oggi utilizzati per la coltivazione dei batteri ( si realizza una sorta di brodo di carne, brodo di coltura, che veniva poi filtrato, cioè veniva rimossa la carne e e si otteneva questo brodo contenete nutrienti; questo brodo era il terreno di coltura per i batteri. Basta mettere un solo batterio in un litro di questo brodo, si fa incubare a 37 gradi per una sola notte, e l’indomani mattina il brodo da limpido diventa opaco poiché sarà pieno di batteri. ) ;

Pasteur ha preparato due matracci identici, li ha fatti bollire per sterilizzarli ( ha ucciso quindi completamente i batteri che potevano trovarsi nel matraccio o nel brodo di coltura ), e li ha riempiti con il brodo di carne: un matraccio era integro, l’altro invece ha il collo tagliato alla base. Egli mostrò che nel matraccio integro non è cresciuto alcun batterio, mentre il matraccio col collo tagliato era pieno di batteri. quindi la dove il collo del matraccio è stato tagliato, l’ingresso dei batteri era più semplice, mentre nell’altro matraccio era più difficile. Annunciando i suoi risultati all’Accademia di Francia, Pasteur enunciò la teoria biogenetica, secondo la quale la vita si origina solo da esseri viventi, e che non può manifestarsi in assenza di organismi già esistenti e dei loro elementi riproduttivi. Ne consegue che tutti gli organismi viventi condividono un antenato comune. Secondo il modello del BIG BANG l’universo si originò da una palla di fuoco primordiale e si è andato espandendo e raffreddando tra i 10 e i 20 miliardi di anni fa. Il sole e i pianeti si formarono

approssimativamente 4,6 miliardi di anni fa da una nube sferica di polveri e gas cosmici. La nube, a causa della sua stessa gravità, collassò in un disco rotante. Man mano che il materiale, nella parte centrale del disco, si condensava per formare il sole, l’energia gravitazionale è stata liberata sotto forma di radiazione. Il materiale rimasto cominciò a raffreddarsi e diede origine, infine, ai pianeti, inclusa la Terra.

IL BRODO PRIMORDIALE

Nel 1920 Alexander Oparin e John Haldane cercarono di capire com’era fatta la terra, e scoprirono che circa 3,3 miliardi di anni fa l’ambiente terrestre era estremamente diverso da quello che oggi abbiamo noi, era un globo bersagliato costantemente ( raggi x, per esempio ) da prodotti che potevano nuocere alla vita. Era un ambiente ricco di anidride solforosa emessa dai vulcani, di ammoniaca, vapore acqueo che produceva nuvole che a loro volta provocarono temporali, una situazione quindi poco vivibile ( l’ossigeno c’era, ma era complessato all’acqua ). Fu proprio questa situazione estrema che ha permesso la condensazione di molecole ( atomi che si uniscono ad altri atomi ), e fu invece l’evoluzione a fare una selezione delle molecole, scegliendo quelle che potevano andare bene e quelle che invece non avevano un significato ( che andavano perse ). Quindi secondo Oparin e Haldane le più semplici unità viventi hanno avuto origine, gradualmente, attraverso un progressivo assemblaggio di piccole molecole, le quali formarono poi molecole più complesse, che avrebbero dovuto portare infine alla formazione di microorganismi viventi. Tutto ciò era però soltanto una teoria. Chi si prese la briga di andare a dimostrarla fu S.Miller. S.Miller, H. Urey e Fox Miller dimostrò in maniera sperimentale ciò che Oparin postulò con il suo brodo primordiale. Miller creò uno strumento che simulava perfettamente le condizioni del pianeta quando le prime molecole biologiche iniziarono a condensarsi. Acqua, ammoniaca, idrogeno e metano erano le molecole che popolavano quell’ambiente primitivo, ma dentro queste molecole vi è il necessario per realizzare tutte le molecole che si correlano con la vita, cioè il Carbonio, l’Ossigeno, l’Idrogeno e l’Azoto ( Manca lo Zolfo, il quale lo troviamo solo nelle cisteine, ma era presente nell’anidride solforosa emessa dai vulcani ). Dopo un certo periodo di trattamento, lungo il corso di questo esperimento, potevamo trovare nel “ brodo primordiale” una serie di molecole, semplici e complesse, fino ad arrivare agli amminoacidi, i mattoncini della vita. Quindi da una situazione del genere si poteva realmente arrivare alle molecole organiche, alle molecole della vita. Ma le molecole organiche di quell’epoca hanno da sempre avuto il ruolo che hanno oggi? O hanno subito anch’esse una forma di evoluzione? Teoria Ribotipica Pensiamo per esempio agli RNA: abbiamo vari tipi di RNA: di trasporto, messaggero e strutturale. Alcuni ricercatori, tramite un esperimento, notarono che gli RNA avevano una funzione catalitica, cioè c’erano degli RNA che avevano la stessa funzione degli enzimi, quindi ad attività enzimatica. Questo mise in subbuglio il pensiero scientifico e gettò le basi per una speculazione. Siamo sicuri che le prime molecole con attività catalitica sono state le proteine? Non potrebbero essere stati gli acidi nucleici? Venne così ipotizzato un “Mondo a RNA”, nel quale tutti gli organismi dovevano essere costituiti solo da RNA, e dal quale si sarebbe solo successivamente evoluto il mondo attuale costituito da DNA e proteine, con funzioni rispettivamente genetiche e metaboliche. Le prime molecole che si sono formate avevano attività catalitiche ed erano gli Acidi Nucleici, che man mano hanno perso la loro funzione catalitica, diventando soltanto depositi dell’informazione genetica, mentre le proteine non diventarono solo strutturali ma anche funzionali.

Quindi l’attività catalitica, che ritroviamo nelle proteine oggi, un tempo poteva essere svolta dagli acidi nucleici.

“ La Vita si è formata con l’argilla” Recentemente, un biologo scozzese, Alexander Graham Cairn-Smith, fece questa elegante ipotesi. Secondo Smith, alcuni cristalli possono autoreplicarsi, fratturandosi in microcristalli, più piccoli, della stessa forma. Le argille sono microcristalli capaci di replicarsi: anch’esse, al pari degli organismi viventi, sarebbero capaci di evoluzione. Questo autore sostiene che le argille, per mezzo delle loro caratteristiche fessurazioni e scanalature, avrebbero potuto “catturare” delle molecole organiche, trasferendovi il “codice genetico”, quindi la vita. Vi sono delle argille fortemente igroscopiche ( cioè che trattengono molto bene i liquidi ) che, trattenendo l’acqua, riuscirono ad accumulare molecole, e si pensa che possano essere stati i primi luoghi di sintesi molecolare. “La Schiuma degli oceani” L’altra possibilità può essere stata quella della schiuma bianca delle onde. Se prendessimo un campione di questa schiuma e la osservassimo al microscopio , noteremmo delle bollicine d’aria che non scoppiano come le macrobolle della schiuma. Probabilmente nella superficie della bolla della schiuma marina potevano esserci delle molecole idrorepellenti, le quali molecole ne attivavano altre con componenti idrorepellenti. In questo modo le sostanze organiche poterono reagire tra loro e produrre molecole “vive”, capaci di replicarsi. Kelvin e Crick Kelvin propose la Teoria della Panspermia, cioè “la vita si è originata nell’universo ed è arrivata sulla terra bella e fatta“. Crick invece propose una Panspermia Planetaria : la vita ha avuto inizio su un pianeta ed è poi arrivata sulla terra con qualche meteorite. I PRIMI ESSERI VIVENTI I primi organismi erano organismi eterotrofi non fotosintetici, con un metabolismo anaerobico. Diventarono aerobici nel momento in cui l’atmosfera passò da riducente ad ossidante e lo diventarono poiché era più conveniente dal punto di vista energetico. Continuazione sul libro pag. 9-10....