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BiologiaLa scienza della vita
David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis
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Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010
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I viventi e la loro storia
La storia della vita
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L’origine della vitaI fossili sono i resti o le tracce degli organismi vissuti nel passato inclusi e conservati nella roccia.
Le rocce sedimentarie sono fondamentali per ricostruire gli eventi passati.
Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 20104
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Per definire l’età effettiva di formazione di un fossile si utilizzano i metodi di datazione assoluta.
Il tempo di dimezzamento degli isotopi radioattivi è alla base della radiodatazione (o datazione al carbonio 14).
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Le datazioni dei reperti fossili
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I primi organismiI primi organismi viventi unicellulari che popolarono la Terra erano procarioti, costituiti da una membrana che racchiude il citoplasma in cui è contenuto il DNA.
Le prime cellule fotosintetiche, simili agli attuali cianobatteri, modificarono l’atmosfera consentendo il metabolismo aerobico.
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Le cellule eucarioticheLe cellule eucariotiche sono dotate di compartimenti distinti (gli organuli) e presentano un nucleo ben definito che contiene l’informazine genetica (il DNA).
Si ritiene che le prime cellule eucariotiche si siano formate per endosimbiosi.
Con la pluricellularità e la specializzazione cellulare si ottennero maggiori dimensioni e adattamenti ad ambienti specifici.Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010
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La scala geocronologicaLa storia della vita sulla Terra viene suddivisa in ere, a loro volta divise in periodi che costituiscono la cosiddetta scala geocronologica.
In questo periodo molte specie (gruppi di organismi simili in grado di accoppiarsi tra loro e dare origine a prole fertile) sono comparse e si sono estinte.
Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 20108
periodiere
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I cambiamenti geologici
Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 20109
I cambiamenti geologici hanno influenzato l’evoluzione biologica, assieme alla composizione dell’atmosfera e al clima; la superficie della Terra è suddivisa in placche in movimento che causano la deriva dei continenti.
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Le tappe della storia della vita - 1
Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 201010
Combinando le informazioni sugli eventi geologici con i cambiamenti notati nella documentazione fossile è stato possibile ricostruire l’aspetto dei vari ambienti nei diversi periodi geocronologici.
Nel Precambriano la vita era rappresentata da piccoli organismi acquatici, molto particolare era la fauna di Edicacara.
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Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 201011
Nel Paleozoico si diversificarono diversi gruppi di animali (Cambriano), apparvero le prime piante (Siluriano) e i primi insetti (Permiano).
Queste fasi furono intervallate da diverse estinzioni di massa (Ordoviciano e Devoniano) che causarono profondi cambiamenti nella flora e nella fauna.
Le tappe della storia della vita - 2
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Nel Mesozoico aumentò la differenziazione geografica.
Il biota moderno si differenziò durante il Cenozoico.
Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 201012
Le tappe della storia della vita - 3
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Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 201013
La tassonomia si occupa di collocare i gruppi viventi nelle categorie definite dalla classificazione biologica.
Il sistema linneano, noto come nomenclatura binomiale, permette di riferirsi in modo univoco allo stesso organismo con due termini latini (genere e specie).
Il sistema di classificazione linneano
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Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 201014
La filogenesi è la descrizione della storia evolutiva nelle parentele tra gli organismi, e un albero filogenetico è un diagramma che ricostruisce questa storia.
Per creare gli alberi filogenetici si confrontano i caratteri condivisi da più specie, somiglianze e differenze.
Filogenesi e classificazione
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Il confronto tra le specie
Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 201015
I caratteri omologhi sono tratti condivisi da due o più specie ereditati da un antenato comune.
I caratteri analoghi si evolvono in modo indipendente in gruppi diversi a causa di pressioni selettive.
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Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 201016
Ogni carattere determinato geneticamente è utile per l’analisi filogenetica, si utilizzano anche:• l’analisi dei dati morfologici;• l’analisi del DNA;• lo sviluppo;• la paleontologia;• il comportamento.
Un esempio di albero filogenetico