Albero evolutivo delle piante. Albero evolutivo degli animali

Un albero genealogico (phylema) è un modo di rappresentare le relazioni e l'evoluzione degli organismi sotto forma di un albero. Anche Charles Darwin scrisse nel 1859 che “questo paragone corrisponde molto strettamente alla verità. I rami verdi con boccioli in erba rappresentano le specie esistenti, e i rami degli anni precedenti corrispondono alla lunga serie di specie estinte”. Lo stesso Darwin fornì nel 1859 solo un diagramma dell'emergere di molte specie, generi e famiglie da una specie di antenato comune, ma già nel 1866 E. Haeckel descrisse il primo albero genealogico di tutti gli esseri viventi (vedi figura). Haeckel distingueva tre regni principali della natura vivente: piante, protisti e animali.

Così lo immaginava uno scienziato tedesco del XIX secolo. Il pedigree degli animali di E. Haeckel, che lui, come zoologo, ha sviluppato nel modo più dettagliato e vicino alla realtà.

Il suo albero rifletteva il livello di conoscenza biologica di quel tempo; riuniva gruppi distanti secondo le idee moderne. Ora i biologi sono propensi a pensare che la vita, subito dopo la sua origine, si sia divisa in tre tronchi, chiamati superregni. Due di loro sono noti da molto tempo: si tratta di organismi che non hanno un nucleo formale (procarioti) e di organismi nucleari (eucarioti). Relativamente recentemente, alcune tassonomie dei procarioti hanno iniziato a essere divise in due superregni indipendenti: i veri batteri (eubatteri) e gli archeobatteri. Secondo alcune caratteristiche strutturali e metaboliche, gli archeobatteri sono vicini agli eucarioti. Apparentemente, gli archeobatteri conservavano più caratteristiche dell'organismo ancestrale originale rispetto ad altri organismi.

Gli eubatteri comprendono batteri e un gruppo precedentemente chiamato alghe blu-verdi (cianobatteri). Era possibile costruire il loro albero genealogico solo in ultimi anni, utilizzando dati comparativi sulla struttura dei loro RNA ribosomiali.

Apparentemente, i rami degli archeobatteri, degli eubatteri e degli antenati degli organismi con un nucleo formato - gli eucarioti - si sono discostati dal tronco comune della vita quasi contemporaneamente.

L'ulteriore storia degli eucarioti è probabilmente collegata alla simbiosi: alcuni batteri aerobici iniziarono a vivere nel citoplasma delle loro cellule. Ecco come potrebbero formarsi i mitocondri. Da allora, la vita degli eucarioti è stata indissolubilmente legata alla respirazione aerobica e dell'ossigeno, solo poche amebe multinucleate che vivono in limi privi di ossigeno l'hanno persa una seconda volta;

Tuttavia, non tutti condividono questa teoria della simbiosi eucariotica.

La seconda fase della simbiosi: l'introduzione di alcuni organismi blu-verdi - gli antenati dei cloroplasti - nelle cellule eucariotiche ha portato alla nascita di organismi portatori di clorofilla - le piante. All'inizio si trattava di alghe verdi unicellulari, ma da esse nacque tutta la diversità della flora moderna.

Il superregno eucariotico è ora solitamente diviso in tre rami - i tre regni - animali, piante e funghi. Ma non tutto in questo schema è chiaro. Le misteriose muffe melmose, ad esempio, sono così lontane da tutti e tre i regni che sembrano meritarne un quarto. Si discute anche sul posto nel phylum dei protozoi, gli eucarioti unicellulari. Dopotutto, alcuni di loro sono più vicini alle piante (euglena, volvox, ecc.), Altri - agli animali. Ma difficilmente è possibile isolare i protozoi in un ramo indipendente, come fece Haeckel. Sono troppo diversi. I moderni compilatori di alberi esitano a dividere i protozoi in tre regni principali di eucarioti o a creare nuovi regni. Il numero dei rami principali degli organismi nucleari aumenterà quindi fino a quasi una dozzina.

I rami-regni principali nell'albero genealogico sono divisi in tipi più piccoli. C'è ancora un acceso dibattito sul numero di questi piccoli rami, sull'ordine della loro ubicazione e sul momento della ramificazione. Alcune tassonomie di animali includono fino a 33 tipi. Non tutti hanno avuto lo stesso destino evolutivo: nella chioma dell'“albero della vita” ci sono germogli rigogliosi ramificati come enormi tipi di artropodi, molluschi o cordati e rami sottili rappresentati da poche decine di specie. Ma sono tutti ugualmente interessanti per i tassonomi evoluzionisti. Dopotutto, gli alberi genealogici sono una rappresentazione visiva del processo di filogenesi.

Attualmente gli alberi genealogici vengono costruiti non solo sulla base di dati morfologici, embriologici e paleontologici, come ai tempi di Haeckel e negli anni successivi. Per confronto, vengono utilizzati dati di biologia molecolare sulla sequenza di amminoacidi nelle proteine ​​e nucleotidi nell'RNA e nel DNA. I confronti all'interno di gruppi relativamente piccoli e non molto antichi, come i vertebrati, utilizzano proteine ​​che cambiano rapidamente nel corso dell'evoluzione, come l'emoglobina. Per analizzare eventi accaduti miliardi di anni fa, vengono utilizzate molecole poco modificabili (conservatrici) come l'RNA ribosomiale.

Abbiamo più volte offerto ai nostri lettori articoli sui problemi dell'evoluzione e dello sviluppo Homo sapiens. Oggi ci occuperemo di un nuovo aspetto della questione: storia genetica l'umanità e i suoi parenti. Quali sono i percorsi dell’evoluzione dal punto di vista genetico? Quanto è diverso il DNA degli esseri umani e dei loro parenti antropoidi? Chi sono i nostri antenati e chi è per noi il Neanderthal? I principali biologi russi hanno cercato di rispondere a queste e ad altre domande.

Evoluzione e albero filogenetico

L'evoluzione degli esseri viventi può essere rappresentata sotto forma di un maestoso albero le cui radici ci sono nascoste nelle profondità dei secoli. Parlando di evoluzione biologica, stiamo considerando solo la parte fuori terra dell'albero genetico, che, secondo tutti i dati scientifici moderni, si è sviluppata gradualmente, come cresce ogni albero. Prima viene il tronco, poi i rami grandi, da questi i rami più piccoli, poi i rametti e così via (vedi. riso. 1).

Non ci viene data l'opportunità di vedere i rami dell'albero evolutivo: sono costituiti da specie estinte da tempo vissute decine e centinaia di milioni di anni fa. Molti di loro non hanno lasciato nemmeno traccia nella documentazione fossile, mentre i reperti fossili ci parlano di altri. In realtà osserviamo solo una folta chioma, dove ora ci sono le foglie specie esistenti, una delle quali è una specie biologica Homo sapiens, tipo di uomo ( omo) Famiglia Persone ( Ominidi) ordinano i Primati ( Primati) classe Mammiferi ( Mammiferi).

Il metodo scientifico per studiare l'evoluzione consiste nell'identificare le relazioni correlate (filogenetiche) tra diversi organismi. La base della ricerca, a partire da Carlo Linneo (XVIII secolo), era il principio di somiglianza (o dissomiglianza) delle forme viventi attualmente esistenti in termini di fenotipo. Organismi simili in caratteristiche morfologiche, caratteristiche fisiologiche, caratteristiche di sviluppo, ecc., vengono raggruppati in alcuni rami, altri, diversi dai primi, ma simili tra loro, in altri, che poi formano rami sempre più grandi. SU riso. 1 viene presentato un albero filogenetico, che riflette la somiglianza fenotipica diversi tipi.

La teoria evoluzionistica di Charles Darwin e i metodi filogenetici di Ernst Haeckel hanno permesso alla biologia moderna di considerare gli alberi filogenetici come diagrammi evolutivi. Secondo queste idee all'interno di ciascuna specie si può formare una varietà dotata di nuove caratteristiche che le permettono di adattarsi diversamente al suo ambiente. Ecco come viene indicata la crescita di un nuovo ramo sull'albero evolutivo. Se le qualità appena acquisite vengono ereditate, le differenze genetiche aumentano nelle generazioni successive a causa della selezione di proprietà che garantiscono la sopravvivenza dei genotipi e l'accumulo di nuove mutazioni. La varietà si adatta meglio alle condizioni esistenti, allontanandosi fenotipicamente dalla specie madre. Pertanto, il ramo emergente cresce, separandosi in una nuova specie.

Evoluzione e DNA

In che modo la genetica ha aiutato a interpretare l'albero filogenetico e a comprendere il processo di evoluzione? Il fatto è che l'evoluzione biologica è in gran parte associata ai cambiamenti nel DNA, che è una sequenza di quattro composti chimici: nucleotidi A, T, C, G (adenina, timina, citosina, guanina). Tutto il DNA di un organismo è chiamato genoma. Alcune sezioni del DNA, i geni, codificano per proteine; Esistono anche regioni non codificanti del genoma. Questo è il testo genetico che determina come caratteristiche della specie, comune a tutta la specie, e caratteristiche uniche che distinguono un dato individuo da altri rappresentanti della stessa specie. Il DNA di qualsiasi organismo è soggetto a mutazioni, alcune delle quali non cambiano il numero di nucleotidi in una determinata sezione del DNA, ma ne cambiano la posizione. Ma è possibile fare di più processi complessi: cancellazione, inserzione, raddoppio dei nucleotidi e spostamento di frammenti di DNA da una parte all'altra del genoma; Non è escluso nemmeno il trasferimento del DNA tra specie diverse.

La mutazione è un evento raro. La probabilità che un dato nucleotide nel DNA di un discendente venga modificato rispetto a quello del genitore è circa 10 –9. Tuttavia, per i vasti periodi di tempo in cui si svolge il processo evolutivo, per l'intero genoma, costituito da un numero enorme di nucleotidi (nell'uomo ce ne sono 3 miliardi), questo è un valore tangibile. Gli individui affetti da disturbi dannosi non sopravvivono né si riproducono e le mutazioni non vengono trasmesse. I cambiamenti utili possono essere ereditati dai discendenti: è così che le informazioni genetiche vengono trasformate di generazione in generazione: questa è l'essenza genetica del processo evolutivo.

In un albero filogenetico le specie esternamente simili tra loro sono raggruppate sullo stesso ramo. Lo studio del DNA delle specie viventi ha permesso di confrontare la vicinanza di individui di specie diverse a livello dei cambiamenti evolutivi causati dalle mutazioni. La moderna biologia molecolare rende possibile confrontare frammenti corrispondenti di DNA (ad esempio, un particolare gene) in specie diverse e contare il numero di differenze tra di loro. Gli alberi filogenetici costruiti sia dal DNA che dalle caratteristiche morfofisiologiche hanno evidenti corrispondenze: le specie che sono lontane tra loro sull'albero morfofisiologico sono anche lontane sull'albero filogenetico del DNA. Pertanto, la genetica ha dimostrato che l'albero filogenetico classico riflette la direzione delle trasformazioni evolutive. Inoltre, ha mostrato esattamente quali cambiamenti nei genomi accompagnano l’evoluzione di ciascun gruppo tassonomico.

L'uomo e le altre specie

Confrontiamo una persona, diciamo, con una farfalla. È ovvio che siamo molto diversi gli uni dagli altri nell'aspetto e nella composizione del DNA e ci troviamo su rami distanti dell'albero filogenetico. Passiamo ora ai mammiferi. Se confrontiamo una persona, diciamo, con un gatto o un cane, a cui siamo molto più vicini che con le farfalle, si scopre che in termini di DNA la persona è più simile a loro. Se vai oltre lungo il ramo dei mammiferi, fino ai primati, quando ti avvicini agli umani, le caratteristiche correlate con gli antropoidi - orangutan, gorilla e scimpanzé - diventano evidenti ( riso. 2). Soprattutto, gli esseri umani assomigliano agli scimpanzé. Se confronti il ​​DNA, si scopre che sono molto vicini. La genetica ha permesso di quantificare le somiglianze: l'uomo e gli scimpanzé differiscono tra loro solo per uno o due nucleotidi su cento. Cioè, l'identità genetica è quasi del 99%.

Le persone sono geneticamente vicine tra loro

Passiamo ora alla persona stessa. Confrontiamo i rappresentanti di popoli lontani come gli aborigeni dell'Oceania e gli europei, o confrontiamo i volti di personaggi famosi. Ovviamente sono diversi, ma quanto?

Un alieno in arrivo sulla Terra riuscirebbe a distinguerci gli uni dagli altri, oppure gli sembreremmo tutti uguali? Dopotutto, a un visitatore occasionale dello zoo, tutte le scimmie sembrano uguali, ma alla persona che lavora con loro sembrano completamente diverse. Certo, l’uomo di Neanderthal ha poco in comune con l’uomo moderno, ma una volta che lo “vesti” con abito e cappello, diventa uno di noi. L'autore di questo articolo, in una conferenza sulla teoria dell'evoluzione per gli scolari, ha chiesto chi fosse mostrato nella foto. E poi uno dei ragazzi ha esclamato con gioiosa congettura: "Allora sei tu!"

Se confronti il ​​DNA persone diverse, quindi si scopre che differiscono l'uno dall'altro solo dello 0,1%, cioè solo ogni millesimo del nostro nucleotide è diverso e il restante 99,9% è uguale. Inoltre, se confrontiamo tutta la diversità del DNA dei rappresentanti delle razze e dei popoli più diversi, si scopre che le persone differiscono molto meno degli scimpanzé in un branco. Quindi un ipotetico alieno imparerebbe prima a distinguere gli scimpanzé gli uni dagli altri e solo allora gli umani.

È molto o poco: 99,9% di somiglianza e 0,1% di differenza. Facciamo alcuni semplici calcoli. Il DNA umano contiene circa 3 miliardi di coppie di nucleotidi, di cui circa tre milioni sono diverse per ciascuno di noi. Ciò è sufficiente per sostenere che non esistono persone geneticamente identiche tra loro. Anche il DNA dei gemelli può essere diverso a causa di mutazioni. È vero, la maggior parte delle differenze si verificano nelle sezioni silenziose del DNA, e quindi i nostri geni principali sono in gran parte identici. Consideriamo, ad esempio, la molecola dell'emoglobina, che svolge un ruolo chiave nel trasporto dell'ossigeno dai polmoni alle cellule del corpo. La composizione di questa molecola è assolutamente la stessa per tutti. Naturalmente, sono possibili deviazioni isolate, ma tutte sono accompagnate da patologie gravi, poiché la mutazione di almeno un amminoacido nella complessa molecola dell'emoglobina cambia la sua configurazione, interrompendo bruscamente la capacità di trattenere l'ossigeno e fornirlo al corpo. Allo stesso modo, tutte le persone condividono molte altre proteine ​​e i geni che le codificano.

Alcuni dei nucleotidi che ci distinguono gli uni dagli altri conferiscono alle persone una serie di caratteristiche che determinano i gruppi sanguigni, il fisico, il colore della pelle, il comportamento, ecc. e consentono loro di adattarsi alle mutevoli condizioni di vita. Tuttavia, la maggior parte delle differenze non sono direttamente correlate alle funzioni adattative del corpo; il loro corso evolutivo è determinato dalla velocità del processo di mutazione, che consente di tracciare i percorsi dell'evoluzione umana e del suo insediamento in tutto il mondo.

Antenati umani

Allora perché gli scimpanzé sono più diversi dagli umani? Perché siamo così simili tra loro geneticamente? Da dove veniamo e chi è il nostro antenato? Quest’ultima questione è ancora controversa, anche se i ritrovamenti archeologici degli ultimi decenni e la ricerca sul DNA ci hanno avvicinato alla comprensione di ciò. Gli scimpanzé hanno una lunga storia evolutiva che ha prodotto una significativa diversità genetica. La storia evolutiva dell’uomo è troppo breve perché si possano accumulare gravi differenze. Passiamo ora ai dettagli del nostro passato.

5-7 milioni di anni fa, un ramo si separò dall'antenato comune di esseri umani e scimpanzé, dando origine all'antico popolo delle scimmie che passò alla camminata eretta. Vivevano in Sud Africa, dove furono ritrovati i loro resti; da qui il loro nome: australopitechi (cioè scimmie provenienti da Emisfero meridionale), genere Australopiteco. Uno dei rami ha dato origine alla razza umana - omo. Fino alla metà degli anni '90 il più antico antenato conosciuto uomo modernoÈ stato preso in considerazione l'Australopithecus afarensis A. afarensis, vissuto 3-4 milioni di anni fa. Questa specie include la famosa Lucy, trovata nel 1974 in Etiopia. Numerosi paleoantropologi ritengono che il più antico antenato dell'uomo moderno fosse un'altra specie di Australopithecus: Ramidus, A. ramidus, i cui resti, risalenti a 4,5 milioni di anni fa, furono scoperti anche in Etiopia.

Il primo rappresentante del genere umano a noi noto è apparso più di 2 milioni di anni fa. Era Homo habilis- Un uomo esperto che viveva in Oriente e in Sud Africa. Poi è stato sostituito Homo erectus- Homo erectus, di cui sono state trovate tracce in Africa ed Eurasia - hanno 1,7 milioni di anni. Questa specie include il sinantropo asiatico, o uomo di Pechino, il pitecantropo o uomo di Giava, scoperto in Oceania, e l'antico "europeo" - uomo di Heidelberg. Gli ultimi ritrovamenti hanno 250mila anni. Gli antropologi sono d’accordo su questo Homo erectus diffondersi ben oltre l’Africa attraverso le migrazioni.

Primi rappresentanti Homo sapiens(i cosiddetti popoli arcaici) che ne sono discendenti Homo erectus, apparve più di 500 mila anni fa e differiva nella corporatura dagli esseri umani moderni. Le loro ossa furono scoperte in Africa, Europa e Asia. E allora sorge la domanda: dove è nato l’uomo moderno? Attualmente esistono due ipotesi principali: polifiletica (o multiregionale) e monofiletica.

Secondo l’ipotesi multiregionale ( riso. 3), persone di razze diverse hanno origini diverse: ognuna è nata nel proprio continente da un rappresentante separato della specie Homo erectus. Allo stesso tempo, le razze ancestrali formavano un unico sistema di popolazione e, durante la migrazione, si scambiavano geni. L'ipotesi monofiletica afferma che tutte le persone hanno un'origine comune e Homo sapiens, così come Homo erectus, ha avuto origine in Africa, per poi diffondersi da lì in tutti i continenti.

I sostenitori di entrambe le ipotesi non mettono in dubbio l'origine dell'uomo Homo erectus, ma differiscono sulla questione del momento in cui si è verificato. Secondo l'ipotesi multiregionale, l'età dell'uomo moderno supera il milione di anni e, secondo la versione monofiletica, è di circa 500mila. Tuttavia, né gli antropologi né gli archeologi sono riusciti a porre fine a questa disputa. Una svolta fondamentale nella risoluzione del problema dell'emergere dell'uomo, del suo insediamento attraverso i continenti e dell'emergere delle razze è stata apportata dalla ricerca sul DNA.

Il DNA e la ricostruzione della storia umana

La storia delle popolazioni umane può essere tracciata confrontando rappresentanti di razze e popoli diversi con quei frammenti di DNA in cui le differenze tra gli individui sono molto più pronunciate rispetto alla media del genoma. Tali frammenti sono chiamati marcatori del DNA. Conoscendo la velocità con cui si verificano le mutazioni e determinando la misura quantitativa delle differenze tra i genomi di persone provenienti da popolazioni diverse, viene calcolato il tempo della loro separazione dalla linea ancestrale comune. Partendo a ritroso dal genoma umano moderno, è possibile costruire un albero filogenetico Homo sapiens. Ci permette di trarre alcune conclusioni sulla storia genetica dell'umanità.

Per uso di ricerca diversi tipi Marcatori del DNA. Il DNA mitocondriale (mtDNA) e il cromosoma Y (Y-DNA) sono degni di nota perché ci permettono di tracciare la storia genetica dell'umanità separatamente attraverso la linea femminile e quella maschile. Il primo viene trasmesso solo attraverso la linea materna, poiché i mitocondri si trovano nel citoplasma della cellula e il citoplasma del discendente (zigote) è determinato dal citoplasma dell'uovo. Se due persone condividono un'antenata femminile comune, le differenze tra il loro mtDNA indicheranno quante generazioni le separano dalla loro bisnonna comune vissuta secoli o millenni fa. Lo studio del DNA Y permette di tracciare traiettorie evolutive lungo la linea paterna, poiché il cromosoma Y si trasmette solo attraverso la linea maschile. Di estrema importanza è anche lo studio della restante parte autosomica del genoma, che è concentrata nei cromosomi, è ereditata in entrambe le linee e in cui è rappresentata la maggior parte del genoma umano, perché fornisce marcatori per lo studio della variabilità combinatoria, introdotti contemporaneamente sia dal lato paterno che da quello materno.

Il primo studio di questo tipo è stato condotto utilizzando il DNA mitocondriale. Confrontando i dati degli aborigeni di tutti i continenti, gli scienziati hanno scoperto che la diversità del mtDNA è più alta in Sud Africa. Inoltre, lì sono stati scoperti tipi che non sono stati trovati da nessun'altra parte. Sono stati valutati come i più antichi in base alla loro composizione nucleotidica. Il DNA mitocondriale della popolazione di altri continenti era meno diversificato; il loro confronto con il mtDNA degli aborigeni del Sud Africa ha mostrato che sono sorti come cambiamenti mutazionali dei tipi africani durante la diffusione dell'umanità al di fuori dell'Africa.

Lo studio della distribuzione geografica dei tipi di marcatori del DNA e l'analisi delle loro relazioni mutazionali hanno permesso di dimostrare la validità dell'ipotesi monofiletica ( riso. 4). Inoltre, il loro studio aiuta a ricostruire eventi migratori non solo di millenni lontani, ma anche di secoli recenti. Ad esempio, l'era dei grandi scoperte geografiche secoli XIV-XVI ha contribuito allo sviluppo di contatti con abitanti precedentemente sconosciuti di terre lontane. Sulle navi c'erano solo uomini e gli studi genetici sulle popolazioni indigene dell'Africa, dell'Oceania e delle Americhe mostrano ora la presenza nel loro DNA di una percentuale significativa dei tipi di cromosoma Y caratteristici degli europei.

"Eva mitocondriale" e "Adamo con cromosoma Y"

In base al grado di diversità dei marcatori del DNA è possibile determinare da quale tipo ancestrale e quando hanno avuto origine. Inoltre, da allora vari tipi il mtDNA non si ricombina, cioè non scambia frammenti tra loro durante la formazione delle cellule germinali, quindi l'analisi probabilistica mostra che ora tutto è tipi esistenti Il mtDNA è ridotto in un lontano passato a un unico prototipo. Perché sta succedendo questo? Diciamo che c'era una piccola popolazione ancestrale. Se alcune donne avessero più figli di altre, nella generazione successiva sarà il loro mtDNA a essere trovato più spesso. Anche le loro figlie e nipoti hanno avuto figli che hanno ereditato il mtDNA dei loro antenati. In questo caso, le mutazioni si verificano in modo casuale. È così che si sviluppa un processo stocastico nella trasmissione dei tipi di mtDNA, a seguito del quale di generazione in generazione alcuni tipi di mtDNA aumentano la loro rappresentanza nella popolazione, mentre altri diminuiscono.

Secondo la teoria dei processi stocastici, un giorno nella popolazione ci saranno discendenti di un solo mtDNA - da una certa donna single, figurativamente chiamata "Eva mitocondriale". Ma anche i suoi compagni di tribù hanno contribuito al pool genetico di discendenti lontani, poiché il nostro genoma non contiene solo DNA mitocondriale. La lunghezza del mtDNA è di soli circa 16,5 mila nucleotidi, il che è trascurabile rispetto ai 3 miliardi di nucleotidi del DNA cromosomico, la cui parte principale è rappresentata da 22 autosomi e dal cromosoma X, dove l'ereditarietà è combinata lungo entrambe le linee, femminile e maschile . A causa di numerose mutazioni, il mtDNA delle persone viventi differisce dai dati di "Eva", la cui età (cioè il punto di connessione di tutti i tipi di mtDNA nel passato) è di circa 200 mila anni. La situazione è simile con il cromosoma Y. La maggior parte di esso non si ricombina e la variabilità del DNA in esso contenuto è soggetta agli stessi processi stocastici del mtDNA. Allo stesso tempo parlano di “Adam cromosomico Y”. Si è rivelato molto più giovane di MtEva. La spiegazione di ciò è la più piccola, la cosiddetta. il numero effettivo di uomini nel corso della storia umana a causa della loro maggiore mortalità e della frequente esclusione dal processo riproduttivo.

L'uomo di Neanderthal: nostro antenato o prozio? Ulteriori informazioni sui nostri antenati sono state ottenute confrontando il DNA mitocondriale degli esseri umani moderni e dei Neanderthal. Da più di cento anni, da quando i resti del nostro antico parente furono ritrovati per la prima volta in Germania, si discute su chi sia per noi. Sulla base delle caratteristiche strutturali dello scheletro di Neanderthal e della sua distribuzione geografica, alcuni scienziati lo hanno considerato un nostro antenato, cioè una linea Homo sapiens, il cui sviluppo ha portato all'uomo di tipo anatomico moderno. Altri dettagli hanno permesso di considerarlo un ramo evolutivo autonomo, una sottospecie Homo sapiens, avendo con noi un antenato comune, cioè come un cugino. Queste due sottospecie hanno ricevuto il nome zoologico Homo sapiens neanderthalensis E Homo sapiens sapiens.

Gli scienziati sono riusciti a leggere parte della regione variabile (di controllo) del DNA mitocondriale di due uomini di Neanderthal. Il primo è stato trovato nella grotta di Feldhover in Germania, e poco dopo è stato letto il testo genetico del mtDNA di un bambino di Neanderthal scoperto nel Caucaso settentrionale nella grotta di Mezmay. Confrontando i frammenti più variabili del mtDNA degli esseri umani moderni e dei Neanderthal, sono state riscontrate differenze significative: differivano l'uno dall'altro in una media di 27 posizioni nucleotidiche su 370 esaminate. Se confrontiamo il DNA mitocondriale di due esseri umani moderni, allora differenza media sarà pari a soli 8 nucleotidi. Questi calcoli mostrano che il nostro antenato comune ai Neanderthal visse circa 500-700 mila anni fa.

L'analisi del DNA ci ha permesso di concludere che lo scambio genetico tra l'uomo e l'uomo di Neanderthal non è avvenuto o è stato trascurabile. Molto probabilmente, si tratta di rami evolutivi paralleli e completamente separati discendenti da un antenato comune. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche sul DNA per una conclusione finale. Quindi il Neanderthal sembra essere il nostro “zio” evolutivo. Circa 300-400mila anni fa avvenne la separazione definitiva dei due rami. I Neanderthal furono i primi a stabilirsi in Europa e in Asia, poi arrivarono gli uomini moderni (il cosiddetto uomo di Cro-Magnon) e convissero nello stesso territorio per un periodo piuttosto lungo. Ma circa 30mila anni fa l'uomo di Neanderthal scomparve e non furono trovate tracce di lui negli strati archeologici successivi. Forse non riuscì a resistere alla concorrenza e fu soppiantato e sterminato dal suo parente più intelligente e astuto, o forse ci furono altri motivi per la morte dei Neanderthal.

Evoluzione delle popolazioni e delle razze

Riso. 6. Albero evolutivo delle popolazioni umane, secondo i dati dei marcatori del DNA. Si può vedere che lo sviluppo primario e la separazione delle popolazioni l'una dall'altra sono iniziati in Africa in media circa 100mila anni fa. Poi un ramo uscì dall'Africa e cominciò a dividersi in rami continentali. Le frecce indicano il tempo minimo trascorso tra la separazione dei rami evolutivi. Va tenuto presente che la separazione di un ramo non significa ancora la presenza fisica di popolazioni in questa regione. Ad esempio, il ramo che porta dalle popolazioni asiatiche agli indiani d'America mostra quando questo ramo si separò, ma ci volle comunque del tempo perché i gruppi separati raggiungessero la Beringia e attraversassero lo stretto (secondo Zhivotovsky et al., 2003).

Studiando la diversità del DNA dei popoli moderni è possibile stimare l'entità della popolazione ancestrale da cui, secondo l'ipotesi dell'origine africana, discenderebbe tutta l'umanità. Era piccolo: circa diverse migliaia. Confronto dei marcatori del DNA aborigeno Sudafrica, possiamo dire che circa 70-150 mila anni fa iniziarono un'intensa differenziazione e complessi processi demografici, accompagnati dall'emergere di diverse popolazioni in Africa. Poi, 50-100 mila anni fa, ondate di coloni iniziarono a fuoriuscire dall’Africa e a diffondersi in altri continenti, il che si rifletteva nella struttura unica dell’albero del DNA ( riso. 6).

Esplorare popolazione moderna Europa, Asia, Oceania, Nord e Sud America e conoscendo le caratteristiche e il tasso di mutazione dei marcatori del DNA oggetto di studio, è possibile tracciare con un certo grado di precisione le rotte e i tempi delle migrazioni delle popolazioni provenienti dall'Africa. Ciò che sorprende è che i dati genetici sono confermati da reperti archeologici. Ad esempio, la struttura del DNA indica che l’uomo è apparso in Australia e Nuova Guinea 50-60 mila anni fa. Analisi della composizione elementi chimici i reperti indicano lo stesso periodo. Al centrale e Sud-est asiatico le persone arrivarono circa 70mila anni fa, l'insediamento dell'Europa avvenne più tardi, 35-40mila anni fa. Il tempo dell'esplorazione dell'America non è stato ancora determinato; si sa solo che le persone apparvero lì molto più tardi che in altri continenti, da 15 a 35 mila anni fa.

Riso. 7. Divisione dei gruppi etnici secondo aree geografiche effettuata utilizzando marcatori del DNA. Ogni punto rappresenta un campione di individui di un particolare gruppo etnico proveniente da una determinata regione geografica, caratterizzata da quattrocento marcatori autosomici del DNA. Le figure sinistra e destra rappresentano diverse proiezioni dello spazio multidimensionale delle differenze tra i campioni. In ogni regione esiste un raggruppamento di gruppi etnici origine comune, tuttavia, le differenze tra loro non sono più così evidenti come tra le regioni (secondo: Zhivotovsky et al., 2003).

Come sono nate le razze umane moderne e differiscono l'una dall'altra nel DNA? I processi di migrazione e di adattamento umano alle condizioni locali vanno avanti da decine di migliaia di anni. Diciamo che un gruppo di persone è venuto nel sud-est asiatico e vi si è stabilito per molte generazioni. Poi alcuni migrarono ulteriormente, formando una nuova popolazione locale, che, tuttavia, ha una storia comune e antenati comuni con il gruppo genitore, e quindi il loro DNA è più simile tra loro che con gli abitanti di altri continenti. La popolazione, infatti continenti diversi evolutivamente molto più distanti dal gruppo ancestrale comune rispetto alle popolazioni vicine che sono simili legami familiari e la storia demografica. Nel tempo trascorso dalla separazione dai loro antenati comuni, il loro DNA ha cominciato a differire l'uno dall'altro a causa delle mutazioni accumulate nel corso delle generazioni. Oggi chiamiamo caratteristiche razziali le differenze genetiche tra persone provenienti da diversi continenti. Studiando decine e centinaia di marcatori del DNA è possibile identificare la razza quasi al 100% ( riso. 7). Per determinare in modo affidabile l'etnia di un individuo all'interno di una razza e di un'ampia regione geografica, saranno necessari migliaia di marcatori del DNA. Ma nelle aree di contatto tra razze e gruppi etnici diversi, ciò è quasi impossibile a causa della mescolanza dei pool genetici.

Ma geneticamente proveniamo tutti dallo stesso nido, e relativamente di recente sulla scala dell'evoluzione ( riso. 6).

L'ulteriore sviluppo è avvenuto indipendentemente l'uno dall'altro: si sono sviluppate persone che si sono adattate alle condizioni climatiche e geografiche, al tipo di cibo e al paesaggio, alla lingua e alla cultura. Ma la formazione dei popoli non è stata influenzata solo dai processi di divisione della popolazione. Nuovi gruppi etnici potrebbero formarsi mescolando gruppi di diversa provenienza razziale e linguistica. Allo stesso tempo, è nata una comunità etnica geneticamente eterogenea con un unico tipo di cultura e una lingua comune. Pertanto, la ricerca relativa allo studio del pool genetico, cioè dell'intera diversità del DNA nelle popolazioni, della storia genetica della popolazione delle singole regioni, dei gruppi etnici e razziali e dell'albero genealogico dei gruppi etnici moderni, sta diventando sempre più rilevante. .

Contatto di gruppi etnici

Di particolare interesse da questo punto di vista è la regione del Volga-Ural, per le peculiarità della storia etnica dei popoli che la abitano. Qui si sono incontrate due ondate di insediamenti, due razze: caucasica e mongoloide. Tracce di questo evento sono conservate nel DNA dei popoli che qui vivono ( riso. 8). Gli studi sul DNA mitocondriale e sul cromosoma Y hanno permesso di calcolare il tempo di formazione dei popoli che successivamente si stabilirono in questa regione. Ciò è accaduto circa 40-50 mila anni fa, che corrisponde al momento della comparsa dell'uomo moderno nel continente europeo nell'era del Paleolitico superiore.

Un'analisi comparativa del mtDNA di 18 popoli eurasiatici appartenenti al ramo turco della famiglia linguistica altaica ha permesso di stabilire un gradiente ovest-est di frequenza crescente di tipi mtDNA asiatici su uno spazio di 8mila km: dall'1% tra i Gagauzi dalla Moldavia al 95-99% tra Yakut e Dolgan. Di conseguenza, le caratteristiche caucasiche sono le più caratteristiche degli abitanti dell'Eurasia occidentale e le meno caratteristiche della popolazione Siberia orientale. I popoli della regione del Volga-Urali, così come gli uzbeki e i kazaki, cioè coloro che vivono al confine tra Europa e Asia, occupano una posizione intermedia. Lo studio dei marcatori autosomici del DNA ha mostrato la presenza nel pool genetico dei popoli della regione del Volga-Urali di una percentuale significativa di tratti caucasoidi, dal 50 al 90%. Trovandosi così al confine tra Europa e Asia, questi popoli conservarono tracce della mescolanza di due razze, una proveniente dall'Oriente e l'altra dall'Occidente. Inoltre, si è scoperto che la somiglianza delle lingue gioca un ruolo minore rispetto alla vicinanza geografica delle popolazioni. Se, ad esempio, i russi delle regioni di Ryazan e Kursk hanno solo il 2–3% di tipi di mtDNA mongoloidi, i russi che vivono al confine tra Europa e Asia ne hanno già il 10–12%. Ciò si spiega con la loro mescolanza con i popoli di lingua turca nella regione del Volga-Urali.

Pertanto, il DNA di un individuo non consente di determinare la sua nazionalità, ma consente di scoprire che tipo di mtDNA o cromosoma Y possiede: diciamo, di linea mongoloide o caucasica. I russi della regione del Volga-Urali hanno marcatori del DNA caratteristici dei Mari, dei Mordoviani, dei Ciuvascia, dei Baschiri, dei Tartari e degli Udmurti; di conseguenza, i Mari hanno marcatori di DNA trovati in altri gruppi etnici della regione del Volga-Urali, ecc. Questi risultati mostrano la profonda comunanza genetica dei popoli che hanno vissuto a lungo nelle vicinanze, sebbene parlino lingue diverse e credano in dei diversi e differiscono nelle tradizioni culturali.

Tutti gli esseri umani sono cugini genetici

Siamo tutti geneticamente estremamente simili. Ci distinguiamo gli uni dagli altri per una serie di caratteristiche alle quali tendiamo a dare troppa importanza (altezza, colore della pelle, forma della testa, ecc.), ma quanto sono insignificanti rispetto al nostro quasi cento per cento (99,9%) somiglianza genetica! Ci siamo formati sotto l'influenza non solo dei geni, ma anche delle persone e dei fenomeni che ci circondano e, nello sviluppo della personalità, l'ambiente gioca un ruolo incommensurabilmente maggiore delle caratteristiche ereditarie. Siamo tutti una grande famiglia genetica che vive su un pianeta comune. E tutti i litigi tra le persone sorgono su basi quotidiane: a causa del mancato rispetto delle norme fondamentali della vita comune tra i popoli, della mancanza di rispetto per i valori, le caratteristiche e le apparenti stranezze reciproche.

Ma immagina te stesso su un'isola deserta, dove il caso ha gettato un'altra persona - una razza completamente diversa, una religione diversa, con la sua lingua e le sue abitudini - il 99,9% della somiglianza genetica ti unirà immediatamente.

Zhivotovsky Lev Anatolyevich - professore, dottore scienze biologiche, ricercatore capo presso l'Istituto di genetica generale da cui prende il nome. N.I. Vavilova RAS, vincitrice del Premio di Stato della Federazione Russa, vincitrice del Premio in Biologia Evoluzionistica dell'Accademia Russa delle Scienze, scienziato senior in visita presso l'Università di Stanford (California, USA).

Khusnutdinova Elza Kamilevna- Professore, Dottore in Scienze Biologiche. Area di interessi scientifici: genetica delle popolazioni, etnogenetica, genetica medica, autore di 300 pubblicazioni e 4 monografie.

Albero della Vita:

Il fatto stesso dell'esistenza dell'Albero della Vita è circondato da varie congetture: alcuni credono che l'albero sia vivo, altri che sia inanimato. Negli angoli remoti di Internet esiste persino una versione diffusa secondo cui l'albero cresce in India e su di esso sono apparse miracolosamente forme animali senza l'intervento umano. Per chiarire le cose, diamo un'occhiata al comunicato stampa della Disney:

L'Albero della Vita, progettato per personificare l'interconnessione di tutta la vita sul pianeta, è il risultato del lavoro di oltre 12 artigiani che hanno creato 325 figure di animali scolpite. L'albero è interamente artificiale. La struttura in acciaio che sostiene l'albero è stata progettata utilizzando lo stesso principio utilizzato per costruire piattaforme petrolifere offshore. "La parte più difficile nella creazione dei pezzi è stata trovare l'equilibrio tra la forma dell'animale e quella dell'albero", afferma Zsolt Hormay, capo scultore e designer di Budapest, il cui team comprendeva tre artigiani nativi americani, artigiani provenienti da Francia, Irlanda, Indianapolis e Central Florida. Per ottenere l'effetto di un flusso fluido di una figura nell'altra, la parte esterna del tronco da cui sono state realizzate le figure è stata lavorata all'esterno del parco. Successivamente l'intero tronco è stato diviso in 10 enormi segmenti e trasportato nel cantiere antistante il parco. Lì, i segmenti sono stati accoppiati insieme e trasportati con una gru nella posizione attuale dell'albero, dove tutti i pezzi sono stati riuniti in un unico pezzo, come in un puzzle.

Costruzione dell'Albero della Vita:

Il segreto dell'illusione della “legnosità” del tronco e della corteccia è la colorazione sapiente della parte esterna dell'albero utilizzando molte sfumature di marrone e verde. Ogni foglia è stata attaccata manualmente ai rami, ottenendo più di 103mila foglie di diverse tonalità, oltre a quattro forme e dimensioni.
In totale, il completamento dell'albero ha richiesto più di 18 mesi e ha richiesto una squadra di mille persone per completare l'esterno dell'albero.

Percorrendo un sentiero attorno alle radici aggrovigliate dell'albero, i visitatori possono scoprire l'ingresso dell'enorme tronco e scoprire un cinema 3D da 430 posti. L'ingresso tra le radici può essere visto guardando un video tour attorno all'Albero della Vita:

"L'Albero della Vita è una meraviglia tecnologica, ma è anche un simbolo della bellezza, della diversità e dello splendore del mondo animale sulla terra", ha affermato Joe Rhode, vicepresidente della simulazione e capo progettista del parco. "Vogliamo che tu provi meraviglia e stupore quando lo guardi, e poi trasferisci questa sensazione nel mondo reale degli animali."

Veduta notturna dell'Albero della Vita:

Il cranio di Ichthyostega era simile al cranio di un pesce con le pinne lobate Eusthenopteron, ma un collo pronunciato separava il corpo dalla testa. Sebbene l'Ichthyostega avesse quattro arti forti, la forma delle zampe posteriori suggerisce che questo animale non trascorresse tutto il suo tempo sulla terra.

I primi rettili e l'uovo amniotico

La schiusa di una tartaruga da un uovo

Una delle più grandi innovazioni evolutive del periodo Carbonifero (360 - 268 milioni di anni fa) fu l'uovo amniotico, che permise ai primi rettili di abbandonare gli habitat costieri e colonizzare le aree aride. L'uovo amniotico permetteva agli antenati di uccelli, mammiferi e rettili di riprodursi sulla terra e di evitare che l'embrione al suo interno si seccasse, in modo che potessero sopravvivere senza acqua. Ciò significava anche che, a differenza degli anfibi, i rettili potevano produrre meno uova in un dato momento poiché i rischi di morte dei piccoli erano ridotti.

La prima data per lo sviluppo di un uovo amniotico risale a circa 320 milioni di anni fa. Tuttavia, i rettili non sperimentarono alcuna radiazione adattativa significativa per altri 20 milioni di anni circa. Il pensiero moderno è che questi primi amnioti trascorressero ancora del tempo in acqua e venissero a riva principalmente per deporre le uova piuttosto che per nutrirsi. Solo dopo l'evoluzione degli erbivori emersero nuovi gruppi di rettili capaci di sfruttare l'abbondante diversità floristica del periodo Carbonifero.

Gilonomo

I primi rettili appartenevano a un ordine chiamato captorhinidi. Gli Hylonomus erano rappresentanti di questo ordine. Erano piccoli animali delle dimensioni di una lucertola, con teschi, spalle, bacino e arti di anfibio, oltre a denti intermedi e vertebre. Il resto dello scheletro era di rettile. Molte di queste nuove caratteristiche "rettiliane" si riscontrano anche nei piccoli anfibi moderni.

I primi mammiferi

Dimetrodonte

Una transizione importante nell'evoluzione della vita si è verificata quando i mammiferi si sono evoluti da un'unica linea di rettili. Questa transizione iniziò durante il periodo Permiano (286 - 248 milioni di anni fa), quando un gruppo di rettili che includeva Dimetrodon diede origine ai "terribili" terapsidi. (L'altro lignaggio principale, i sauropsidi, diedero origine agli uccelli e ai rettili moderni). Questi rettili mammiferi a loro volta diedero origine ai cinodonti come Thrinaxodon ( Thrinaxodonte) durante il periodo Triassico.

Trinaxodonte

Questa linea evolutiva fornisce un'eccellente serie di fossili di transizione. Lo sviluppo di una caratteristica fondamentale dei mammiferi, la presenza di un singolo osso nella mascella inferiore (rispetto a diversi nei rettili), può essere rintracciato attraverso la storia fossile di questo gruppo. Comprende eccellenti fossili di transizione, Diarthrognathus E Morganucodonte, le cui mascelle inferiori hanno articolazioni sia rettiliane che mammiferi con le mascelle superiori. Altre nuove funzionalità scoperte in questo lignaggio includono lo sviluppo vari tipi denti (una caratteristica nota come eterodontia), formazione di un palato secondario e ingrandimento del dentario nella mascella inferiore. Le gambe erano situate direttamente sotto il corpo, un progresso evolutivo avvenuto negli antenati dei dinosauri.

La fine del periodo Permiano fu segnata forse dalla più grande. Secondo alcune stime, fino al 90% delle specie si sono estinte. (Studi recenti hanno suggerito che questo evento sia stato causato dall'impatto di un asteroide che ha innescato il cambiamento climatico.) Durante il successivo periodo Triassico (248 - 213 milioni di anni fa), i sopravvissuti all'estinzione di massa iniziarono a occupare nicchie ecologiche vacanti.

Tuttavia, alla fine del periodo Permiano furono i dinosauri, e non i mammiferi rettili, a sfruttare le nuove nicchie ecologiche disponibili per diversificarsi in vertebrati terrestri dominanti. Nel mare, i pesci con le pinne raggiate iniziarono un processo di radiazione adattativa, che rese la loro classe la più ricca di specie tra tutte le classi di vertebrati.

Classificazione dei dinosauri

Uno dei maggiori cambiamenti nel gruppo di rettili che diede origine ai dinosauri fu la postura degli animali. La posizione degli arti è cambiata: prima sporgevano sui lati e poi cominciavano a crescere direttamente sotto il corpo. Ciò ha avuto implicazioni significative per la locomozione, consentendo movimenti più efficienti dal punto di vista energetico.

Triceratopo

I dinosauri, o "lucertole del terrore", sono divisi in due ordini in base alla struttura dell'articolazione dell'anca: a forma di lucertola e ornitischi. Gli ornitischi includono triceratopi, iguanodonti, adrosauri e stegosauri). Le lucertole sono ulteriormente suddivise in teropodi (come Coelophys e Tyrannosaurus rex) e sauropodi (come Apatosaurus). La maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che provengano da dinosauri teropodi.

Sebbene i dinosauri e i loro immediati antenati dominassero il mondo terrestre durante il Triassico, i mammiferi continuarono ad evolversi durante questo periodo.

Ulteriore sviluppo dei primi mammiferi

I mammiferi sono sinapsidi avanzati. I sinapsidi sono uno dei due grandi rami dell'albero genealogico degli amnioti. Gli amnioti sono un gruppo di animali caratterizzati dalla presenza di membrane embrionali, inclusi rettili, uccelli e mammiferi. L'altro grande gruppo amniotico, i Diapsidi, comprende gli uccelli e tutti i rettili viventi ed estinti, tranne le tartarughe. Le tartarughe appartengono al terzo gruppo di amnioti: gli Anapsidi. I membri di questi gruppi sono classificati in base al numero di aperture nella regione temporale del cranio.

Dimetrodonte

I sinapsidi sono caratterizzati dall'avere un paio di aperture aggiuntive nel cranio dietro gli occhi. Questa scoperta ha dato ai sinapsidi (e allo stesso modo ai diapsidi, che hanno due paia di aperture) muscoli della mascella più forti e capacità di mordere migliori rispetto ai primi animali. I pelicosauri (come Dimetrodon e Edaphosaurus) furono i primi sinapsidi; erano mammiferi rettili. Successivamente i sinapsidi includevano terapsidi e cinodonti, che vissero durante il periodo Triassico.

Cinodonte

I cinodonti avevano molte caratteristiche caratteristiche dei mammiferi, incluso un numero ridotto o la completa assenza di costole lombari, suggerendo la presenza di un diaframma; canini e palato secondario ben sviluppati; aumento delle dimensioni della dentatura; aperture per i nervi e i vasi sanguigni nella mascella inferiore, che indicano la presenza di vibrisse.

Circa 125 milioni di anni fa, i mammiferi erano già diventati un gruppo eterogeneo di organismi. Alcuni di questi sarebbero stati simili ai monotremi di oggi (come l'ornitorinco e l'echidna), ma erano presenti anche i primi marsupiali (un gruppo che comprende moderni canguri e opossum). Fino a poco tempo fa si credeva così mammiferi placentari(il gruppo a cui appartiene la maggior parte dei mammiferi viventi) ebbe più tardi origine evolutiva. Tuttavia, fossili e prove del DNA scoperti di recente suggeriscono che i mammiferi placentari sono molto più antichi e potrebbero essersi evoluti più di 105 milioni di anni fa.

Si noti che i marsupiali e i mammiferi placentati forniscono eccellenti esempi di evoluzione convergente, dove organismi che non sono particolarmente strettamente imparentati hanno evoluto forme corporee simili in risposta a pressioni simili ambiente.

Plesiosauri

Tuttavia, pur avendo quelli che molti considerano "avanzati", i mammiferi erano ancora attori minori sulla scena mondiale. Quando il mondo entrò nel periodo Giurassico (213 - 145 milioni di anni fa), gli animali dominanti sulla terra, sul mare e nell'aria erano i rettili. I dinosauri, più numerosi e insoliti che nel Triassico, furono i principali animali terrestri; coccodrilli, ittiosauri e plesiosauri governavano il mare e l'aria era abitata dagli pterosauri.

Archaeopteryx e l'evoluzione degli uccelli

Archeopterige

Nel 1861, un fossile intrigante fu scoperto nel calcare giurassico di Solnhofen, nel sud della Germania, una fonte di fossili rari ma eccezionalmente ben conservati. Il fossile sembrava combinare caratteristiche sia di uccelli che di rettili: uno scheletro di rettile accompagnato da una chiara impressione di piume.

Sebbene l'Archaeopteryx fosse originariamente descritto come un rettile piumato, esso per molto tempo creduto forma transitoria tra uccelli e rettili, rendendo questo animale uno dei fossili più importanti mai scoperti. Fino a poco tempo fa era il primo uccello conosciuto. Gli scienziati hanno recentemente realizzato che l'Archaeopteryx ha una maggiore somiglianza con Maniraptor, un gruppo di dinosauri che include il famigerato Velociraptor di "The Park" Periodo Giurassico" che con gli uccelli moderni. Pertanto, Archaeopteryx fornisce un forte legame filogenetico tra questi due gruppi. In Cina sono stati scoperti uccelli fossili ancora più antichi dell'Archaeopteryx, e altre scoperte di dinosauri piumati supportano la teoria secondo cui i teropodi hanno sviluppato piume per l'isolamento e la regolazione della temperatura prima che gli uccelli le usassero per il volo.

Uno sguardo più da vicino alla storia antica degli uccelli è buon esempio il concetto che l’evoluzione non è né lineare né progressiva. La stirpe degli uccelli è disordinata e compaiono molte forme "sperimentali". Non tutti hanno acquisito la capacità di volare e alcuni sembravano completamente diversi dagli uccelli moderni. Ad esempio, il Microraptor gui, che sembra essere stato un animale volante e aveva remiganti asimmetriche su tutti e quattro gli arti, era un dromaeosauride. Lo stesso Archaeopteryx non apparteneva al lignaggio da cui si sono evoluti i veri uccelli ( Neorniti), ma era un membro degli uccelli enantiornhis ormai estinti ( Enantiorniti).

La fine dell’era dei dinosauri

I dinosauri si diffusero in tutto il mondo durante il periodo Giurassico, ma durante il successivo periodo Cretaceo (145 - 65 milioni di anni fa) la loro diversità di specie diminuì. Infatti, molti degli organismi tipicamente mesozoici, come ammoniti, belemniti, ittiosauri, plesiosauri e pterosauri, erano in questo periodo in declino, anche se stavano ancora dando origine a nuove specie.

L'emergere di piante da fiore durante il periodo del Cretaceo inferiore causò un'importante radiazione adattativa tra gli insetti, con l'emergere di nuovi gruppi come farfalle, falene, formiche e api. Questi insetti bevevano il nettare dai fiori e fungevano da impollinatori.

L’estinzione di massa avvenuta alla fine del Cretaceo, 65 milioni di anni fa, spazzò via i dinosauri insieme a qualsiasi altro animale terrestre di peso superiore a 25 kg. Ciò ha aperto la strada all’espansione dei mammiferi sulla terra. Nel mare in questo periodo, i pesci divennero nuovamente il taxon dei vertebrati dominante.

Mammiferi moderni

All'inizio del Paleocene (65 - 55,5 milioni di anni fa), il mondo era rimasto senza grandi animali terrestri. Questa situazione unica è stata il punto di partenza per una grande diversificazione evolutiva dei mammiferi, che in precedenza erano animali notturni delle dimensioni di piccoli roditori. Alla fine dell'era, questi rappresentanti della fauna occupavano molte nicchie ecologiche libere.

I più antichi fossili di primati confermati risalgono a circa 60 milioni di anni fa. I primi primati si sono evoluti da antichi insettivori notturni, qualcosa di simile ai toporagni, e somigliavano ai lemuri o ai tarsi. Probabilmente erano animali arboricoli e vivevano nelle foreste subtropicali. Molti di loro tratti caratteristici ben si adatta a questo habitat: mani progettate per la presa, articolazioni delle spalle rotanti e visione stereoscopica. Avevano anche relativamente di grandi dimensioni cervello e artigli sulle dita.

I primi fossili conosciuti della maggior parte degli ordini di mammiferi moderni compaiono in un breve periodo durante il primo Eocene (55,5–37,7 milioni di anni fa). Entrambi i gruppi di ungulati moderni - gli Artiodattili (l'ordine che comprende mucche e maiali) e i Perissodattili (compresi cavalli, rinoceronti e tapiri) si sono diffusi in tutto il mondo. America del Nord ed Europa.

Ambuloceto

Nello stesso momento in cui i mammiferi si diversificarono sulla terra, tornarono anche al mare. Le transizioni evolutive che hanno portato alle balene sono state ampiamente studiate negli ultimi anni, con estesi ritrovamenti fossili provenienti da India, Pakistan e Medio Oriente. Questi fossili indicano un cambiamento dai Mesonychia terrestri, che sono i probabili antenati delle balene, ad animali come l'Ambulocetus e le balene primitive chiamate Archaeocetes.

La tendenza verso un clima globale più fresco verificatasi durante l'epoca dell'Oligocene (33,7 - 22,8 milioni di anni fa) favorì l'emergere delle erbe, che si sarebbero diffuse in estese praterie durante il successivo Miocene (23,8 - 5,3 milioni di anni fa). Questo cambiamento nella vegetazione portò all'evoluzione degli animali, come i cavalli più moderni, con denti in grado di farcela alto contenuto silice nelle erbe. La tendenza al raffreddamento ha colpito anche gli oceani, riducendo l’abbondanza di plancton marino e di invertebrati.

Sebbene le prove del DNA suggeriscano che gli ominidi si siano evoluti durante l'Oligocene, abbondanti fossili non sono apparsi fino al Miocene. Gli ominidi, sulla linea evolutiva che porta all'uomo, compaiono per la prima volta nella documentazione fossile nel Pliocene (5,3 - 2,6 milioni di anni fa).

Durante l'intero Pleistocene (2,6 milioni - 11,7 mila anni fa) si ebbero una ventina di cicli freddi era glaciale e periodi interglaciali caldi a intervalli di circa 100.000 anni. Durante l'era glaciale, i ghiacciai dominavano il paesaggio, diffondendo neve e ghiaccio nelle pianure e trasportando grandi quantità di roccia. Poiché molta acqua era intrappolata nel ghiaccio, il livello del mare è sceso a 135 m rispetto a quello attuale. Ampi ponti terrestri consentivano lo spostamento di piante e animali. Durante i periodi caldi, vaste aree venivano nuovamente sommerse dall'acqua. Questi ripetuti episodi di frammentazione ambientale hanno portato a una rapida radiazione adattativa in molte specie.

L'Olocene è l'attuale epoca del tempo geologico. Un altro termine che viene talvolta utilizzato è Antropocene perché la sua caratteristica principale sono i cambiamenti globali causati dalle attività umane. Tuttavia questo termine può essere fuorviante; persone moderne erano già stati creati molto prima dell'inizio dell'era. L'era dell'Olocene è iniziata 11,7 mila anni fa e continua ancora oggi.

Quando il riscaldamento è arrivato sulla Terra, ha ceduto. Con il cambiamento del clima, i mammiferi molto grandi che si adattavano al freddo estremo, come il rinoceronte lanoso, si estinsero. Gli esseri umani, un tempo dipendenti da questi “mega mammiferi” come principale fonte di cibo, sono passati ad animali più piccoli e hanno iniziato a raccogliere piante per integrare la loro dieta.

Le prove dimostrano che circa 10.800 anni fa il clima subì una brusca svolta fredda che durò diversi anni. I ghiacciai non ritornarono, ma gli animali e le piante erano pochi. Quando le temperature iniziarono a riprendersi, le popolazioni animali crebbero e emersero nuove specie di fauna che esistono ancora oggi.

Attualmente, l'evoluzione degli animali continua, poiché sorgono nuovi fattori che costringono i rappresentanti del mondo animale ad adattarsi ai cambiamenti nel loro ambiente.

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