33.4: Cos'è la storia evolutiva?

Gli scienziati registrano la storia evolutiva analizzando dati fossili, morfologici e genetici. La documentazione fossile documenta la storia della vita sulla Terra e fornisce prove dell'evoluzione. Tuttavia, sia gli organismi fossili che gli organismi viventi offrono prove che delineano la storia evolutiva della Terra.

Gli alberi filogenetici illustrano le relazioni evolutive tra questi organismi. Gli scienziati deducono l'ascendenza comune degli organismi valutando le caratteristiche morfologiche e genetiche condivise. Insieme, la documentazione fossile e gli alberi filogenetici aiutano gli scienziati a ricostruire la storia evolutiva della vita sulla Terra.

Secondo la storia evolutiva, le condizioni sulla Terra primordiale hanno fatto da fare per iniziare la vita. Quasi 4 miliardi di anni fa, il vapore acqueo atmosferico si condensava in una pioggia che riempiva i bacini del pianeta per formare gli oceani. Di conseguenza, come documentato dalle prove fossili, la vita sulla Terra è iniziata con l'avvento della vita unicellulare.

Gli scienziati, come gli astrobiologi, usano queste conoscenze per ricercare il potenziale della vita su altri pianeti. Si presume che la presenza di acqua sia un requisito di vita universalmente condiviso. L'acqua trovata su Marte, per esempio, suggerisce che la vita, i batteri molto probabilmente, potrebbe esistere anche su quel pianeta.

Quando le condizioni cambiarono sulla Terra, cambiarono anche la complessità e la varietà degli organismi. L'ossigenazione dell'atmosfera terrestre ha aperto la strada alla vita multicellulare e alla colonizzazione della terra. Nel corso del tempo, innumerevoli specie sono emerse (cioè speciazione) e sono perse (cioè l'estinzione) quando la Terra ha sopportato i cambiamenti ambientali.

Durante il tempo evolutivo, le specie hanno sviluppato adattamenti per sopravvivere meglio all'ambiente dinamico della Terra. Gli adattamenti possono derivare da un antenato comune o in modo indipendente tramite evoluzione convergente. Ad esempio, un antenato comune ha dato origine alla struttura condivisa degli arti anteriori dei mammiferi, mentre le pinne e le code dei pesci si sono evolute indipendentemente da quella delle balene.

La storia evolutiva descrive come le specie fossili e viventi si sono evolute dall'emergere della vita sulla Terra. Gli scienziati mirano a comprendere le forze ambientali che guidano l'evoluzione e le relazioni evolutive tra gli organismi. Stabilire la storia evolutiva della Terra fornisce un quadro per comprendere il processo e le circostanze che circondano l'evoluzione.

Circa 4 bilioni di anni fa l'atmosfera della Terra

consisteva di vapore acqueo e gas prodotti da

eruzioni vulcaniche.

Col raffreddamento del pianeta, il vapore acqueo si condensò in pioggia,

creando gli oceani della Terra.

Nacquero degli organismi acquatici monocellulari,

i primi esseri a popolare la terra quasi 3,5 bilioni di anni fa.

Alcuni procarioti iniziarono a fissare biossido di carbonio per produrre

zuccheri—un processo noto come fotosintesi.

Circa 2 bilioni di anni fa

organismi monocellulari fotosintetici

furono i primi a colonizzare ambienti umidi terrestri.

L'ossigeno, prodotto secondario della fotosintesi,

ha spianato la strada per la nascita di organismi diversi e complessi

che popolano l'atmosfera terrestre.

Gli organismi multicellulari—come le piante, i funghi

e agli animali—iniziarono a popolare ampi territori della Terra tra

400 e 500 milioni di anni fa.

Gli scienziati hanno ricostruito questo e altri processi

evolutivi della vita sulla Terra analizzando i documenti fossili

ed elaborando alberi filogenetici.

I fossili sono resti o impronte di organismi conservati,

come ossa o orme.

La documentazione fossile è una collezione

di fossili che documenta la storia della vita

apportando prove evidenti dell'evoluzione.

Un albero filogenetico è un diagramma che

illustra le relazioni evolutive tra gli organismi.

I modelli multipli di un albero filogenetico

indicano come gli organismi si sono evoluti da antenati comuni.

Insieme, la documentazione fossile e gli alberi filogenetici

sono strumenti efficaci per ricostruire

la storia dell'evoluzione.

Si potrebbe supporre, per esempio, un stretto rapporto evolutivo

tra balene e pesci, visto che

sono entrambi animali acquatici provvisti di pinne e coda per nuotare.

Invece comparazioni anatomiche dimostrano

che le moderne balene hanno strutture simili

a quelle degli uomini e di altri animali, come anche arti anteriori simili.

Inoltre le analisi filogenetiche

suggeriscono che le balene condividono un antenato comune più recente

con gli uomini che con i pesci.

Gli scienziati hanno dimostrato che le balene moderne

sono evolute da un organismo tetrapode, o a quattro arti,

transitato dalla terra ferma all'acqua.

Le simili strutture fisiche di pesci e balene invece sono evolute

independentemente—un processo denominato evoluzione convergente.

La storia evolutiva mira a capire e spiegare

l'evoluzione degli organismi viventi dalla comparsa della vita

sulla Terra fino ai nostri giorni.

La documentazione fossile e gli alberi filogenetici

servono da strumenti per aiutare gli scienziati

a ricostruire questi percorsi di vita sulla Terra.