Biologia della vita

Evoluzione e storia della vita sulla Terra

ereditabilità

Le prove sono schiaccianti che tutta la vita sulla Terra si è evoluta da antenati comuni in una catena ininterrotta sin dalle sue origini. Il principio di evoluzione di Darwin è riassunto dai seguenti fatti. Tutta la vita tende ad aumentare: più organismi sono concepiti, nati, nati, germogliati dai semi, germogliati dalle spore o prodotti dalla divisione cellulare (o altri mezzi) di quanti possano sopravvivere. Ogni organismo così prodotto varia, per quanto poco, in modo misurabile dai suoi parenti. In un dato ambiente in un dato momento, quelle varianti più adatte a quell'ambiente tenderanno a lasciare più prole rispetto alle altre. La prole assomiglia ai loro antenati. Gli organismi varianti lasceranno la prole come loro. Pertanto, gli organismi divergeranno dai loro antenati nel tempo. Il termine selezione naturale è una scorciatoia per dire che tutti gli organismi non sopravvivono per lasciare la prole con la stessa probabilità. Quelli vivi oggi sono stati selezionati rispetto a quelli simili che non sono mai sopravvissuti o procreati. Tutti gli organismi sulla Terra oggi sono ugualmente evoluti poiché condividono tutti gli stessi antichi antenati originali che hanno affrontato una miriade di minacce alla loro sopravvivenza. Tutti hanno resistito da circa 3,7 miliardi a 3,5 miliardi di anni fa durante l'Egeo Archeano (da 4 a 2,5 miliardi di anni fa), prodotti del grande processo evolutivo con le sue identiche basi molecolari biologiche. Poiché l'ambiente della Terra è così vario, i dettagli particolari della storia evolutiva di qualsiasi organismo differiscono da quelli di un'altra specie nonostante le somiglianze chimiche.

Convergenza

Ovunque l'ambiente della Terra è eterogeneo. Montagne, oceani e deserti subiscono estremi di temperatura, umidità e disponibilità di acqua. Tutti gli ecosistemi contengono diversi microambienti: melma oceanica impoverita di ossigeno, suoli ricchi di solfuro o ammoniaca, affioramenti minerali con un alto contenuto di radioattività, o sorgenti bollenti ricche di organico, ad esempio. Oltre a questi fattori fisici, l'ambiente di qualsiasi organismo coinvolge gli altri organismi nei suoi dintorni. Per ogni condizione ambientale, esiste una nicchia ecologica corrispondente. La varietà di nicchie ecologiche popolate sulla Terra è piuttosto notevole. Anche le fessure bagnate nel granito sono piene di batteri "rock eating". Le nicchie ecologiche nella storia della vita sono state riempite in modo indipendente più volte. Ad esempio, alquanto analogo al normale lupo di mammifero placentare era il lupo marsupiale, il tilacino (estinto dal 1936) che viveva in Australia; i due mammiferi predatori hanno sorprendenti somiglianze nell'aspetto e nel comportamento fisici. La stessa forma aerodinamica per il movimento marino ad alta velocità si è evoluta in modo indipendente almeno quattro volte: in Stenopterygius e altri rettili mesozoici; nel tonno, che sono pesci; e nei delfini e foche, che sono mammiferi. L'evoluzione convergente in forma idrodinamica deriva dal fatto che esiste solo una gamma ristretta di soluzioni al problema del movimento marino ad alta velocità da parte di grandi animali. L'occhio, un recettore di luce che crea un'immagine, si è evoluto in modo indipendente più di due dozzine di volte, non solo negli animali sulla Terra, ma in protisti come il dinomastigoto Eritropodinio. Le strutture apparentemente simili agli occhi risolvono meglio il problema della registrazione visiva. Laddove la fisica o la chimica costituiscono la soluzione più efficace per un determinato problema ecologico, l'evoluzione in discendenze distinte tenderà spesso a soluzioni simili, quasi identiche. Questo fenomeno è noto come evoluzione convergente.

Generazione spontanea

Alla fine la vita è un processo materiale che è nato spontaneamente da un sistema materiale non vivente, e almeno una volta nel passato remoto. Di seguito viene discussa l'origine della vita. Eppure nessuna prova per la generazione spontanea ora può essere citata. La generazione spontanea, chiamata anche abiogenesi, l'ipotetico processo attraverso il quale gli organismi viventi si sviluppano dalla materia non vivente, deve essere respinta. Secondo questa teoria, si pensava che pezzi di formaggio e pane avvolti in stracci e lasciati in un angolo buio producessero topi, perché dopo diverse settimane i topi apparivano negli stracci. Molti credettero nella generazione spontanea perché spiegava eventi come i vermi che brulicano di carne in decomposizione.

Nel XVIII secolo era diventato evidente che piante e animali non potevano essere prodotti con materiale non vivente. L'origine di microrganismi come lievito e batteri, tuttavia, non è stata completamente determinata fino a quando il chimico francese Louis Pasteur non ha dimostrato nel 19 ° secolo che i microrganismi si riproducono, che tutti gli organismi provengono da organismi preesistenti e che tutte le cellule provengono da cellule preesistenti. Quindi quali prove ci sono per la prima vita sulla Terra?