La teoria dell’evoluzione per selezione naturale, formulata per prima nel libro di Darwin “On the Origin of Species” del 1859, è il processo mediante il quale gli organismi cambiano nel tempo come risultato di cambiamenti nei tratti fisici o comportamentali ereditabili. I cambiamenti che consentono a un organismo di adattarsi meglio al suo ambiente lo aiuteranno a sopravvivere e ad avere più prole.

L’evoluzione per selezione naturale è una delle teorie meglio documentate nella storia della scienza, supportata da prove provenienti da un’ampia varietà di discipline scientifiche, tra cui paleontologia, geologia, genetica e sviluppo biologia.

La teoria ha due punti principali, ha affermato Brian Richmond, curatore delle origini umane presso l’American Museum of Natural History di New York City. “Tutta la vita sulla Terra è connessa e correlata l’una all’altra”, e questa diversità di vita è un prodotto di “modificazioni delle popolazioni per selezione naturale, in cui alcuni tratti sono stati favoriti e l’ambiente rispetto ad altri”, ha detto.

In parole più semplici, la teoria può essere descritta come “discesa con modifiche”, ha affermato Briana Pobiner, antropologa ed educatrice presso il Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian Institution di Washington, DC, specializzata nello studio delle origini umane.

La teoria è talvolta descritta come “sopravvivenza del più adatto”, ma ciò può essere fuorviante, ha detto Pobiner. In questo caso, “fitness” non si riferisce alla forza o alla capacità atletica di un organismo, ma piuttosto alla capacità di sopravvivere e riprodursi.

Ad esempio, uno studio sull’evoluzione umana su 1900 studenti, pubblicati online sulla rivista Personality and Individual Differences nell’ottobre 2017, hanno scoperto che molte persone potrebbero avere difficoltà a trovare un compagno a causa dei progressi tecnologici sociali in rapida evoluzione che si evolvono più velocemente degli esseri umani. “Quasi 1 individuo su 2 deve affrontare notevoli difficoltà nel dominio dell’accoppiamento “, ha detto l’autore principale dello studio Menelaos Apostolou, professore associato di scienze sociali presso l’Università di Nicosia a Cipro.” Nella maggior parte dei casi, queste difficoltà non sono dovute a qualcosa di sbagliato o rotto, ma a persone che vivono in un ambiente che è molto diverso dall’ambiente in cui si sono evoluti per funzionare. “

Origine delle balene

Nella prima edizione di” On the Origin of Species “nel 1859, Charles Darwin ipotizzò come potrebbe la selezione naturale far sì che un mammifero terrestre si trasformi in una balena. Come esempio ipotetico, Darwin utilizzò gli orsi neri nordamericani, noti per catturare insetti nuotando nell’acqua con la bocca aperta:

” Non vedo alcuna difficoltà nel fatto che una razza di orsi sia resa, dalla selezione naturale, più acquatica nella struttura e nelle abitudini, con bocche sempre più grandi, finché una creatura non è stata prodotta mostruosa come una balena “, ha ipotizzato.

L’idea non è stata molto apprezzata dal pubblico. Darwin era così imbarazzato dal ridicolo ricevuto che il passaggio dell’orso che nuotava è stato rimosso dalle edizioni successive del libro.

Gli scienziati ora lo sanno che Darwin aveva l’idea giusta ma l’animale sbagliato. Invece di guardare gli orsi, avrebbe dovuto invece guardare le mucche e gli ippopotami.

La storia dell’origine delle balene è una delle più affascinanti dell’evoluzione “. racconti e uno dei migliori esempi che gli scienziati hanno della selezione naturale.

Selezione naturale

Per comprendere l’origine delle balene, è necessario avere una conoscenza di base di come funziona la selezione naturale. La selezione naturale può cambiare una specie in piccoli modi, facendo sì che una popolazione cambi colore o dimensione nel corso di diverse generazioni. Questa è chiamata “microevoluzione”.

Ma la selezione naturale è anche capace di molto di più. Con abbastanza tempo e abbastanza cambiamenti accumulati, la selezione naturale può creare specie completamente nuove, note come “macroevoluzione”. Può trasformare i dinosauri in uccelli, i mammiferi anfibi in balene e gli antenati delle scimmie in esseri umani.

Prendiamo l’esempio delle balene: usando l’evoluzione come guida e sapendo come funziona la selezione naturale, i biologi sapevano che la transizione delle prime balene dalla terra all’acqua avveniva in una serie di fasi prevedibili. L’evoluzione dello sfiatatoio, ad esempio, potrebbe essere successo nel modo seguente:

Cambiamenti genetici casuali hanno portato ad almeno una balena con le narici posizionate più indietro sulla testa.Quegli animali con questo adattamento sarebbero stati più adatti a uno stile di vita marino, poiché non avrebbero dovuto risalire completamente in superficie per respirare. Tali animali avrebbero avuto più successo e avrebbero avuto più prole. Nelle generazioni successive, si sono verificati più cambiamenti genetici, spostando il naso più indietro sulla testa.

Anche altre parti del corpo delle prime balene sono cambiate. Le zampe anteriori divennero pinne. Le zampe posteriori sono scomparse. I loro corpi sono diventati più snelli e hanno sviluppato i trematodi della coda per spingersi meglio attraverso l’acqua.

Darwin ha anche descritto una forma di selezione naturale che dipende dal successo di un organismo nell’attrarre un compagno, un processo noto come sessuale selezione. Il piumaggio colorato dei pavoni e le corna dei cervi maschi sono entrambi esempi di tratti che si sono evoluti sotto questo tipo di selezione.

Ma Darwin non fu il primo o l’unico scienziato a sviluppare una teoria dell’evoluzione. Il biologo francese Jean-Baptiste Lamarck ha avuto l’idea che un organismo potesse trasmettere tratti alla sua prole, sebbene si fosse sbagliato su alcuni dettagli. Più o meno nello stesso periodo di Darwin, il biologo britannico Alfred Russel Wallace ha elaborato indipendentemente la teoria dell’evoluzione per selezione naturale.

Comprensione moderna

Darwin “non sapeva nulla di genetica”, disse Pobiner. “Osservò il modello dell’evoluzione, ma” non conosceva veramente il meccanismo “. Ciò è avvenuto più tardi, con la scoperta di come i geni codificano diversi tratti biologici o comportamentali e di come i geni vengono trasmessi dai genitori alla prole. L’incorporazione della genetica e della teoria di Darwin è nota come “sintesi evolutiva moderna”.

I cambiamenti fisici e comportamentali che rendono possibile la selezione naturale avvengono a livello del DNA e dei geni. Tali cambiamenti sono chiamati mutazioni. “Le mutazioni sono fondamentalmente la materia prima su cui agisce l’evoluzione”, ha detto Pobiner.

Le mutazioni possono essere causate da errori casuali nella replicazione o riparazione del DNA, o da danni chimici o da radiazioni. La maggior parte delle volte, le mutazioni sono o dannose o neutro, ma in rari casi una mutazione potrebbe rivelarsi benefica per l’organismo. In tal caso, diventerà più prevalente nella generazione successiva e si diffonderà in tutta la popolazione.

In questo modo, la selezione naturale guida il processo evolutivo, preservando e sommando le mutazioni benefiche e rifiutando quelle cattive. “Le mutazioni sono casuali, ma la loro selezione non è casuale”, ha detto Pobiner.

Ma la selezione naturale non è l’unico meccanismo attraverso il quale gli organismi si evolvono, lei disse. Ad esempio, i geni possono essere trasferiti da una popolazione a un’altra quando gli organismi migrano o immigrano, un processo noto come flusso genico. E la frequenza di alcuni geni può anche cambiare in modo casuale, il che si chiama deriva genetica.

Una ricchezza di prove

Anche se gli scienziati potevano prevedere come avrebbero dovuto apparire le prime balene, mancavano le prove fossili per sostenere la loro affermazione. I creazionisti hanno preso questa assenza come una prova che l’evoluzione non è avvenuta. Hanno deriso l’idea che potesse esserci mai stata una cosa come una balena che cammina. Ma dall’inizio degli anni ’90, questo è esattamente ciò che gli scienziati hanno scoperto.

La prova fondamentale è arrivata nel 1994, quando i paleontologi hanno trovato i resti fossili di Ambulocetus natans, un animale il cui nome significa letteralmente “balena che cammina nuotando”. I suoi arti anteriori avevano dita e piccoli zoccoli, ma i suoi piedi posteriori erano enormi date le sue dimensioni. Era chiaramente adattato al nuoto, ma era anche in grado di muoversi goffamente sulla terraferma, proprio come una foca.

Quando nuotava, l’antica creatura si muoveva come una lontra, spingendosi indietro con le zampe posteriori e ondeggiando la spina dorsale e la coda.

Le balene moderne si spingono nell’acqua con potenti battiti dei loro trematodi orizzontali, ma l’Ambulocetus aveva ancora una frusta coda e ha dovuto usare le zampe per fornire la maggior parte della forza propulsiva necessaria per muoversi attraverso l’acqua.

Negli ultimi anni, sono state scoperte sempre più specie di transizione, o “anelli mancanti”, che prestano ulteriore supporto alla teoria di Darwin, ha detto Richmond.

Sono stati trovati anche “collegamenti” fossili per supportare l’evoluzione umana. All’inizio del 2018, una mascella fossilizzata e denti trovati che si stima abbiano fino a 194.000 anni vecchio, rendendoli almeno 50.000 anni più vecchi dei fossili umani moderni precedentemente trovati al di fuori dell’Africa. Questa scoperta fornisce un altro indizio di come gli esseri umani hanno si è evoluto.

Controversia

Nonostante la ricchezza di prove dalla documentazione sui fossili, dalla genetica e da altri campi della scienza, alcune persone ancora mettono in dubbio la sua validità. Alcuni politici e leader religiosi denunciano la teoria dell’evoluzione, invocando un essere superiore come progettista per spiegare il complesso mondo degli esseri viventi, in particolare gli esseri umani.

I consigli scolastici discutono se la teoria dell’evoluzione debba essere insegnata insieme ad altre idee, come il design intelligente o il creazionismo.

Gli scienziati mainstream non vedono controversie. “Molte persone hanno profonde convinzioni religiose e accettano anche l’evoluzione”, ha detto Pobiner, aggiungendo, “ci può essere una vera riconciliazione”.

L’evoluzione è ben supportata da molti esempi di cambiamenti in varie specie che portano al diversità di vita vista oggi. “Se qualcuno potesse davvero dimostrare una spiegazione migliore dell’evoluzione e della selezione naturale, sarebbe il nuovo Darwin”, ha detto Richmond.

Segnalazione aggiuntiva della collaboratrice Alina Bradford e della scrittrice Tanya Lewis, Segui Tanya su Twitter. Seguici su @livescience, Facebook & Google+.

Risorse aggiuntive

• La National Oceanic and Atmospheric Administration ha una presentazione sull’evoluzione delle balene.
• Per leggere la teoria nella sua forma originale, vedere il libro di Darwin, “On the Origin of Species”.
• Per una panoramica della selezione naturale, consulta questo articolo.
• Per comprendere la differenza tra una teoria e un fatto, consulta questo sito web della National Academy of Sciences.

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