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LA STORIA DELLA VITA IN NOVE CAPITOLI
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In una regione calda e in ambiente acquatico, circa 3,5 miliardi di anni fa, sul nostro pianeta, nasce la vita. Intesa come agglomerato di molecole in grado di delimitare un ambiente interno separato da uno esterno e di produrre, riparare e perpetuare la struttura di cui fanno parte.
LUCA, la prima protocellula, presenta già una rete metabolica limitata da membrana, autogenerativa e caratterizzata da un sistema organizzativo chiuso ma aperta a livello energetico e materiale. Questi LUCA vivevano in pozze bollenti sfruttando l’energia termica e le molecole dell’ambiente per il proprio metabolismo.
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Molto presto i LUCA imparano a costruirsi da soli i prodotti organici ricavando energia dalla luce solare. Questo processo è la fotosintesi e richiede idrogeno che i nuovi batteri si ricavano dall’acido solfidrico lasciando sul suolo i primi rifiuti della storia della vita sulla terra: lo zolfo. Ancora oggi troviamo tracce di questi batteri nelle regioni vulcaniche.
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Tra 3,5 e 2,8 miliardi di anni fa nascono i cianobatteri: batteri che ricavano idrogeno dall’acqua e che liberano come scarto l’ossigeno. (Studi recenti dimostrano che 2,48 miliardi di anni fa esisteva già l’ossigeno che determinando l’ossidazione della pirite, avrebbe comportato il rilascio di acidi capaci di sciogliere rocce e suoli con conseguente liberazione di cromo che si trova abbondante nei sedimenti marini a partire da quel momento) Per proteggersi dalla luce e dal loro stesso scarto, secernono una sostanza vischiosa nella quale rimangono intrappolati dando origine a formazioni sferoidali chiamate stromatoliti. Stromatoliti fossili datate 2000 milioni di anni si trovano in Australia occidentale poco lontano da Shark Bay dove esistono tutt’oggi stromatoliti viventi. In quel periodo la terra acquisisce, grazie ai cianobatteri, un’atmosfera ricca di ossigeno da cui deriva lo strato di ozono, la barriera protettiva contro i raggi UV dannosi per gli esseri viventi. A seguire si osserva un lungo periodo di stasi durante il quale non succede nulla di significativo fino a quando...
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...1200 milioni di anni fa compare il nucleo all’interno delle cellule attraverso un’invaginazione della membrana nel punto in cui si è ancorato il materiale genetico, che in tal modo viene trasportato verso il centro della cellula e circondato da membrana. Nascono i Protisti.
Lynn Margulis spiega la loro evoluzione attraverso fagocitosi e simbiosi successive che hanno portato agli attuali unicellulari (circa 10.000 specie) dotati di organuli e di percorsi metabolici identici ai nostri; sono gli Eucarioti. Dal momento che cloroplasti e mitocondri hanno il loro DNA, si deduce che le cellule nucleate sarebbero la combinazione di più cellule anucleate. Nasce la sessualità legata alla comparsa della meiosi che aumenta la variabilità genetica e .l’evoluzione subisce un’accelerazione.
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Un unicellulare non può crescere oltre una certa misura per una questione di rapporto tra superficie e volume e il passaggio evolutivo successivo è la comparsa dell’organizzazione coloniale tipo Volvox. L’unione fa la forza e la dimensione, ma i rapporti tra cellule sono improntati su una logica egoistica in cui ciascuna cellula è un essere a sé stante e totipotente.
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Un miliardo di anni fa ci fu un passo molto importante: la conquista della pluricellularità. Un organismo pluricellulare è formato da più cellule che obbediscono ad una logica altruistica e si specializzano nei diversi compiti perdendo la totipotenza e diventando perciò indispensabili le une per le altre. Quello pluricellulare è un ancestrale dotato di grandi potenzialità e da esso derivano tutti i Metazoi. Il primo phylum di Metazoi è quello dei Poriferi, animali diblasteri con una sola apertura orale. Nasce la morte fisiologica
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Il settimo capitolo riguarda l’acquisizione di un nuovo schema organizzativo interno basato su tre strati ma ancora con una sola apertura che corrisponde alla struttura di Celenterati, Ctenofori e dei Platelminti
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L’ottavo capitolo è ricco di eventi che preparano il terreno per la comparsa, nel giro di qualche milione di anni, dei rimanenti 34 phyla in quella che è la nota esplosione del Cambriano. L’organizzazione interna dei primi animali dell’ottavo capitolo è ancora basato su tre strati ma compare uno spazio circolatorio aperto e un sistema digerente dotato di ano quindi a senso unico . A questa fase seguono altri passi importanti: uno spazio circolatorio chiuso, sotto forma di vasi sanguigni, più una cavità corporea interna -il celoma- in cui si trova sospeso il canale alimentare. Le ultime acquisizioni citate hanno spianato la strada per l’evoluzione di quelle nuove modifiche interne che distinguono i restanti phyla. Perché se i phyla si distinguono l’uno dall’altro per lo schema organizzativo interno, nell’ottavo capitolo che va da 1000 a 660 m.a. fa, si sono evoluti tutti i modelli organizzativi interni e hanno trovato spazio tutti i gruppi di animali che oggi troviamo sulla terra. Anzi, molti di più, infatti da ora in poi la storia della vita è soprattutto una storia di estinzioni.
(A questo capitolo corrispondono gli strani animali della Fauna di Ediacara, risalente a 650 m.a. fa, ritrovata per la prima volta nel 1947 nei pressi di Adelaide in Australia e poi in tutti i continenti ad eccezione dell’Antartide. Si tratta di animali dalla forma stellata o ramificata o ellittica a corpo molle a cui sono ascritti esemplari di Cnidari, Molluschi, Artropodi insieme a molti altri phyla scomparsi probabilmente a causa dell’improvvisa comparsa delle forme che hanno poi dominato la terra. Erano animali del tutto privi di sistemi di attacco o di difesa perciò non predavano né venivano predati: una vita passiva a basso consumo di energia. Dopo i fossili di Ediacara c’é un intervallo del tutto privo di documentazione fossile, cui fa seguito l’esplosione del Cambriano, il “big bang dell’evoluzione”)
A dispetto della conquista di una grande varietà di schemi strutturali interni, le forme esterne erano quasi tutte vermiformi. Questo scenario “tutto vermiforme” non è così incredibile se si osserva che ancor oggi molti phyla presentano corpo vermiforme e persino i cordati più primitivi hanno quell’aspetto. Se è giusto lo scenario “tutto vermiforme”, il nono capitolo è dedicato all’evoluzione di tutte le forme corporee esterne comparse improvvisamente intorno a 543 m.a. fa in quella che è nota come l’esplosione cambriana
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L’era Paleozoica incomincia 543 m.a. fa con un evento che insieme alla fauna di Ediacara è una pietra miliare dell’evoluzione di significato pari soltanto a quello dell’origine della vita. (La fine dell’era Paleozoica, 250 m.a. fa, è invece segnato da un’estinzione di massa che ha visto sparire dalla terra il 90% delle specie). L’evento rappresenta un’esplosione di creatività mai eguagliata né prima né dopo, con la quale furono stesi i progetti per le parti esterne degli animali attuali. L’esplosione cambriana é l’improvvisa acquisizione di tegumenti rigidi da parte di tutti i phyla animali esistenti oggi (salvo Spugne, Ctenofori e Cnidari) E’ il passaggio simultaneo di ciascun phylum dal prototipo vermiforme a corpo molle alle caratteristiche forme complesse, i morfotipi. Da allora nessun nuovo piano strutturale é stato inventato, nessun vecchio piano é stato modificato in modo massivo.
L’esplosione cambriana fu l’evoluzione simultanea delle parti esterne in tutti i phyla, laddove gli schemi strutturali interni erano già al loro posto. Tale esplosione fu preceduta da un’ondata evolutiva durata decine o centinaia di milioni di anni. (Questo dato é in accordo con la genetica che afferma che l’organizzazione interna e lo sviluppo sono governati da un gran numero di geni, inoltre i cambiamenti graduali dell’organizzazione interna non sono ammessi perché normalmente gli stadi intermedi non sono funzionanti. Dunque si osservano cambiamenti improvvisi e radicali che danno un vantaggio all’animale ma sono meno influenzati dall’ambiente. Diverso è il discorso per le strutture esterne, es. un aculeo o un’appendice possono esistere come forme intermedie e ogni volta vengono vagliati dall’ambiente)
Ecco una ricostruzione operata sulla base dei fossili trovati in Canada a Burgess risalenti a circa 500 m.a. fa. Nella Fauna di Burgess compaiono Molluschi, Artropodi, tra cui i Trilobiti che diventeranno il simbolo di tutta l’era, echinodermi, ecc, per un totale di 100 phyla di cui ne sono sopravvissuti solo 34. Si riscontra anche una notevole complessità ecologica in cui piante, erbivori, carnivori misero a punto le prime vere catene alimentari; si possono infatti notare strutture di offesa e difesa e soprattutto rivestimenti rigidi che hanno lasciato tracce indelebili e chiarissime nei sedimenti dell’epoca. Infine si può notare l’ancestrale di tutti i Cordati, il nostro nonno, nell’animale indicato dalla freccia e chiamato Pikaia.
Fonte: http://liceocuneo.it/cussino/wp-content/uploads/sites/11/Origine-della-vita-in-nove-capitoli.doc
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