Caratteri acquisiti ed ereditari
Un carattere ereditario è controllato dai geni delle cellule germinali (uovo e spermatozoo), perciò passa alla generazione successiva: il colore degli occhi, il gruppo sanguigno, il colore rosso dei nostri coleotteri.
Un carattere acquisito si sviluppa durante la vita di un organismo a causa dell'ambiente o delle abitudini: un coleottero magro dopo la fame, i muscoli di un lottatore, una cicatrice, una lingua che impari. Questi cambiamenti avvengono nelle cellule del corpo (non riproduttive) e non modificano il DNA delle cellule germinali, quindi non si possono trasmettere e non portano all'evoluzione.
| Ereditari | Acquisiti |
|---|---|
| Nel DNA delle cellule germinali | Solo nelle cellule del corpo |
| Passano ai figli | Non passano ai figli |
| Possono causare evoluzione | Non possono causare evoluzione |
Selezione naturale e deriva genetica
Le variazioni compaiono durante la riproduzione. Quando l'ambiente favorisce alcune variazioni (i coleotteri rossi nascosti alle cornacchie), quegli individui sopravvivono e si riproducono di più, e la variazione si diffonde. Questa è la selezione naturale. In una popolazione piccola una variazione può anche diffondersi o sparire solo per caso (per esempio se un elefante schiaccia molti coleotteri): è la deriva genetica. Entrambe cambiano nel tempo l'insieme dei geni di una popolazione.
Speciazione: come si formano le nuove specie
Una specie è un gruppo i cui membri possono riprodursi tra loro e avere figli fertili. La speciazione è la formazione di una nuova specie.
Di solito comincia quando una popolazione viene divisa, per esempio da un fiume, una montagna o un mare (isolamento geografico). Senza flusso genico tra i gruppi, la selezione naturale e la deriva genetica cambiano ogni gruppo in modo diverso. Dopo molte generazioni le differenze nel DNA o nei cromosomi diventano così grandi che i gruppi non riescono più a incrociarsi, anche se si reincontrano. Ora sono specie separate.
Ricostruire le parentele evolutive
Organi omologhi
Organi con la stessa struttura di base e la stessa origine ma con funzioni diverse: gli arti anteriori di esseri umani (afferrare), pipistrelli (volare), balene (nuotare) e rane (saltare) hanno tutti un osso del braccio, due ossa dell'avambraccio, ossa del polso e dita. Indicano un antenato comune.
Organi analoghi
Organi con la stessa funzione ma con struttura e origine diverse: l'ala di un uccello (un arto anteriore modificato con le piume) e l'ala di un insetto (una sottile lamina della parete del corpo). Mostrano che gruppi diversi possono adattarsi allo stesso compito, non che siano parenti stretti.
Fossili
I fossili sono resti o impronte conservati di organismi vissuti molto tempo fa, per esempio l'impronta di una foglia nel fango indurito o una conchiglia trasformata in pietra. Gli strati di roccia più profondi sono più antichi, quindi i fossili trovati più in basso sono più vecchi. La loro età si può misurare anche con la datazione radioattiva (datazione al carbonio). Fossili come l'Archaeopteryx, con caratteri da rettile (denti, coda ossea) e da uccello (piume), mostrano i legami tra i gruppi.
Evoluzione per tappe
Gli organi complessi non sono comparsi in un solo salto. Si sono formati passo dopo passo, e ogni passo doveva essere utile.
- Occhio: è iniziato come una macchia sensibile alla luce (come nei platelminti), poi una coppa, poi una lente. Ogni fase aiutava l'animale.
- Piume: all'inizio servivano a tenere al caldo i dinosauri, e solo più tardi furono usate per il volo. Una caratteristica nata per un compito può servire più tardi a un altro.
- Selezione artificiale: gli agricoltori hanno trasformato il cavolo selvatico in broccolo, cavolfiore, cavolo cappuccio e cavolo riccio in poche migliaia di anni.
- Prove molecolari: confrontare il DNA di specie diverse mostra quanto sono imparentate.
Evoluzione umana
I fossili e gli studi sul DNA mostrano che tutti gli esseri umani viventi appartengono a una sola specie, Homo sapiens. I nostri primi antenati vivevano in Africa. In decine di migliaia di anni piccoli gruppi si sono spostati fuori e si sono diffusi in tutto il mondo. Le differenze nel colore della pelle o nell'altezza sono piccole variazioni e non creano "razze" separate in senso biologico. L'evoluzione non è una scala con gli esseri umani in cima: ogni specie vivente è la punta del suo ramo dell'albero della vita.
Nota: questo argomento è solo formativo nel CBSE 2026-27, quindi viene valutato con attività in classe e non nella prova d'esame.
Formule e definizioni chiave
- Carattere ereditario: nel DNA delle cellule germinali → si trasmette; carattere acquisito: solo cellule del corpo → non si trasmette
- Selezione naturale: le variazioni favorevoli sopravvivono e si diffondono
- Deriva genetica: cambiamento casuale nelle popolazioni piccole
- Speciazione: isolamento → niente flusso genico → le differenze si accumulano → non ci si può incrociare
- Organi omologhi: stessa origine, funzione diversa (antenato comune)
- Organi analoghi: origine diversa, stessa funzione
- Età di un fossile: profondità negli strati di roccia e datazione radioattiva (al carbonio)
Esempi svolti
1. Una persona impara a suonare molto bene la tabla. Suo figlio nascerà sapendo suonare la tabla?
No. L'abilità è un carattere acquisito. Cambia il cervello con l'esercizio, non il DNA di uovo o spermatozoo, quindi non si può ereditare.
2. L'ala di un pipistrello e l'ala di una farfalla sono omologhe o analoghe?
Analoghe. Entrambe servono a volare, ma l'ala del pipistrello è un arto anteriore con ossa e pelle, mentre quella della farfalla è una sottile membrana. Origine diversa, stessa funzione.
3. L'arto anteriore di un cavallo e l'ala di un uccello sono omologhi o analoghi?
Omologhi. Entrambi sono arti anteriori formati dallo stesso insieme di ossa (braccio, avambraccio, polso, dita), anche se uno corre e l'altro vola.
4. Una popolazione di lumache viene divisa da una nuova strada che attraversa un bosco. Spiega come potrebbero formarsi due specie.
I due gruppi non possono più incontrarsi, quindi non c'è flusso genico. Pressioni selettive diverse e la deriva casuale cambiano ogni gruppo. Dopo molte generazioni i cambiamenti sono così grandi che non potrebbero incrociarsi nemmeno se fossero riuniti, quindi si sono formate due specie.
5. Come sappiamo che un fossile trovato in profondità è più vecchio di uno vicino alla superficie?
Gli strati di roccia si formano uno sopra l'altro nel tempo, quindi quelli più profondi si sono depositati prima. L'età si può verificare con la datazione radioattiva del fossile o della roccia.
Errori comuni
- Dire che i caratteri acquisiti (come una coda tagliata o i muscoli forti) passano ai figli. Si ereditano solo i cambiamenti del DNA nelle cellule germinali.
- Confondere omologhi e analoghi: omologhi = stessa struttura, funzione diversa; analoghi = stessa funzione, struttura diversa.
- Pensare che evoluzione significhi "progresso" o che gli esseri umani derivino dagli scimpanzé di oggi. Abbiamo un antenato comune; entrambi sono rami diversi.
- Credere che una specie cambi perché ne ha "bisogno". Prima compare la variazione per caso; la selezione conserva solo quelle utili.