L'origine del mondo

Circa 5 miliardi di anni fa, alla nascita del Sole, prendono via via forma i vari pianeti. La formazione della Terra ebbe un lungo e vario processo:

dal materiale cosmico della stessa nebulosa da cui era nato il Sole si forma un primitivo blocco di materia fredda. Questo ammasso

Big Bang, quando l'Universo ebbe origine con un' "esplosione", che riempì tutto lo spazio, a partire da
un punto materiale. Dopo questo momento ogni particella cominciò ad allontanarsi velocemente da
ogni altra particella.

roccioso viene continuamente bombardato da corpi minori che cadono su di esso; ciò causa l'aumento progressivo della sua massa e della sua temperatura;

la temperatura continua a crescere, anche per il decadimento radioattivo di alcuni elementi presenti nel primitivo ammasso roccioso, e, arrivata a circa 1000 °C, ne provoca la fusione che diventa un oceano di lava bollente;
4,5 miliardi di anni fa, la futura terra è liquida, ma al suo interno incominciano a delinearsi i vari strati. Le sostanze pesanti (ferro, nichel e i loro composti) sprofondano al centro, quelle leggere (i silicati) si spostano in superficie e quelle di densità intermedia si posizionano in mezzo. Le molecole di acqua contenute in questi composti evaporano e il pianeta viene circondato da uno strato di vapore acqueo;
iniziano anche i moti convettivi (ovvero il progressivo propagarsi del calore nei fluidi) all'interno della terra e si ha quindi uno spostamento di calore verso la superficie che causa il progressivo raffreddamento del pianeta. Alla fine, la sua parte superficiale diventa fredda, si solidifica e forma la crosta terrestre;
con l'abbassarsi della temperatura al di sotto dei 100 °C il vapore condensa; cadono così le prime piogge che, riversandosi sul pianeta, formano un brodo primordiale che con il passare delle ere darà origine ai mari e agli oceani;
l'atmosfera a questo punto, è ancora un insieme di gas irrespirabili (anidride carbonica, metano, azoto); ma in quegli oceani ricchi di elementi semplici si fermano le prime molecole che portano alla nascita di alghe fotosintetiche, che arricchiscono l'atmosfera di ossigeno.

La temperatura della Terra aumenta di 3°C ogni 100 metri di profondità; ciò avviene però solo fino ad una certa profondità, altrimenti verso il centro della terra si avrebbero circa 200.000 °C e ciò sarebbe incompatibile con l'esistenza stessa della Terra.
Un tempo si pensava che questo calore fosse ciò che rimaneva dell'enorme quantità di calore che si era sviluppato dai gas e dai vapori primordiali quando si formò la terra. Oggi invece si suppone che il calore terrestre derivi dalle reazioni nucleari, decadimento radioattivo, di certi elementi radioattivi come l'uranio, i quali trasformandosi in elementi di numero atomico inferiore, emettono enormi quantità di energia. Questo spiegherebbe anche perché, da una certa profondità in poi, la temperatura si mantiene quasi costante; negli strati più interni infatti gli elementi radioattivi sono presenti in quantità sempre minore. Gli scienziati sono giunti alla conclusione che il calore si propaga al'interno della terra prevalentemente per convenzione, fenomeno tipico con cui il calore si propaga nei fluidi; il fluido riscaldato si espande, diventa più leggero e tende a salire, spostando quello più freddo e più pesante che tende a scendere. Si formano così delle correnti o moti convettivi che determinano il il rimescolamento del materiale. E' ciò che si verifica nel mantelo dove, per l'elevata pressione e l'alta temperatura, le rocce sono plastiche.

LE ERE GEOLOGICHE:
Da un immenso oceano di lava bollente, la Terra si è trasformata nell'arco di un miliardo di anni in un pianeta 'vivo'. La vita ha origine nel brodo primordiale sotto forma di acidi nucleici; da lì in poi ha inizio una lenta evoluzione determinata dal susseguirsi di eventi geologici e biologici che si influenzano a vicenda. Questo susseguirsi è documentato dal ritrovamento di fossili che hanno permesso agli scienziati di suddividere la storia della Terra e dei viventi in cinque lunghi archi di tempo, le ere geologiche:

ERA ARCHEOZOICA: dall'inizio della formazione del nostro pianeta a 570 milioni di anni fa.
eventi geologici → si forma la Terra, si delineano i futuri oceani e i primordiali continenti;
eventi biologici → nasce la vita, si formano i primi pluricellulari acquatico, predominano protozoi e alghe.
ERA PALEOZOICA: da 570 milioni a 225 milioni di anni fa.
eventi geologici → una serie di sconvolgimenti porta alla formazione della Pangea, l'atmosfera diventa simile a quella attuale, la fascia dell'ozono protegge già la terra dalle radiazioni ultraviolette;
eventi biologici → esplode la vita nei mari, si sviluppano enormemente gli invertebrati, da questi i primi cordati, e successivamente i primi pesci e gli anfibi. Si afferma la vita sulla terraferma, compaiono gli artropodi e gli insetti, dagli anfibi si evolvono i primi rettili, la terraferma è invasa da felci e equiseti.
ERA MESOZOICA: da 225 milioni a 65 milioni di anni fa.
eventi geologici → inizia la separazione della Pangea e si delineano gli attuali continenti; il clima è caldo-umido;
eventi biologici → è l'era dei rettili che, con i dinosauri, colonizzano tutta la biosfera; compaiono la conifere, le prime piante con fiori. Sul finire di quest'era scompaiono i dinosauri e fanno la loro comparsa i primi uccelli e mammiferi.
ERA CENOZOICA: da 65 milioni a 2 milioni di anni fa.
eventi geologici → i continenti e i mari assumono la forma attuale con la formazione delle grandi catene montuose: Ande, Montagne Rocciose, Alpi e Himalaya;
eventi biologici → si affermano uccelli e mammiferi. Questi ultimi invadono tutta la biosfera con le forme attuali fino alla comparsa dei primati e, alla fine dell'era, dei primi antenati dell'uomo.
ERA NEOZOICA: da 2 milioni di anni fa ad oggi.
eventi geologici → il clima si stabilizza, si formano i grandi deserti e ha inizio l'assestamento dell'attuale conformazione geologica;
eventi biologici → flora e fauna si stabilizzano nell'aspetto attuale, adattandosi ai vari ambienti e formando i grandi biomi. Si sviluppa il processo che porta all'uomo moderno.

EVOLUZIONE DELLA SPIECIE:
I vari eventi che caratterizzano le ere ci confermano il graduale evolversi da forme di vita semplici in organismi con strutture sempre più

Fotografia di Charles Darwin.

complesse che, diversificandosi, hanno dato origine alle varie specie. Nel 1859 un naturalista inglese, Charles Darwin, nel suo libro 'L'origine della specie' fu il primo a parlare di selezione naturale ed evoluzione della specie:

l'enorme potenziale riproduttivo degli esseri viventi che generano molti più figli di quanti poi diventano adulti e capaci, a loro volta, di riprodursi;
fra tutti i nati di una generazione, infatti, diventando adulti, solo i più adatti a vivere in quell'ambiente, quelli che per caso presentano una caratteristica che li avvantaggia nella lotta per la sopravvivenza;
tutti gli altri, i meno adatti, non sopravvivono in quanto la natura (cibo scarso, clima avverso, predatori..) opera una selezione;
i sopravvissuti, i più adatti, riproducendosi trasmettono ai discendenti le caratteristiche vantaggiose.

Darwin chiama tutto ciò evoluzione per selezione naturale, ed enuncia la sua teoria sull'origine della specie, la teoria darwiniana dell'evoluzione che afferma che tutti gli esseri viventi si riproducono in quantità superiore alle reali possibilità di sopravvivenza e danno vita a individui tra loro differenti per alcune caratteristiche la cui comparsa è del tutto casuale. Nella lotta per la sopravvivenza l'ambiente opera una selezione naturale, mentendo in vita solo gli individui nati casualmente con caratteristiche che li rendono più adatti. Queste variazioni casuali sono ereditarie e gli individui sopravvissuti li trasmettono alla prole. Attraverso gli incroci le variazioni favorevoli si accumulano di discendenza in discendenza permettendo l'evoluzione della specie. Questo meccanismo porta alla differenziazione e all'origine delle varie specie, le cui forze generatrici sono quindi la selezione naturale e l'evoluzione.

NASCE LA VITA
4,5 miliardi di anni fa quando la Terra è ancora un oceano di lava incandescente e l'atmosfera è formata da vapore acqueo, azoto, anidride carbonica, metano e ammoniaca, tutti gas incompatibili con la vita. Ma 3,5 miliardi di anni fa, il lento raffreddamento della Terra provoca la condensazione del vapore acqueo che, cadendo sottoforma di pioggia, forma un immenso oceano costituito da un primitivo liquido caldo detto brodo primordiale dal quale avranno origine i mari e gli oceani. In questo brodo si mescolano alla rinfusa atomi e molecole provenienti dall'atmosfera. Un'intensa attività vulcanica, fulmini e radiazioni ultraviolette imperversano inoltre su tutto il pianeta.
Le radiazioni ultraviolette e le scariche elettriche dei fulmini causano nel brodo primordiale reazioni chimiche tra gli atomi e le molecole in esso disciolte. Si formano così molecole più complesse, gli amminoacidi, che sono le più semplici molecole organiche presenti negli esseri viventi. Hanno origine ance zuccheri e proteine e infine delle strutture più complesse, dette coacervati. Tali strutture si ricoprono gradualmente di membrane che le separano dal mondo esterno. I coacervati diventano capaci di compere reazioni chimiche, di nutrirsi delle molecole organiche presenti nell'ambiente circostante.
Questi coacervati più complessi si specializzano e acquisiscono anche la capacità di riprodursi; in essi si formano infatti molecole di acidi nucleici, i responsabili della riproduzione cellulare. Ciò permette ai coacervati di auto riprodursi dividendosi in due; si formano le prime cellule procariote ed eterotrofe, e ciò segna il momento in cui ha origine la vita: la formazione del primo essere vivente in grado di riprodursi.
In quel brodo primordiale, dunque, si formano casualmente le prime strutture viventi. Questi primitivi eterotrofi si riproducono e aumentando considerevolmente di numero, consumano drasticamente il nutrimento disponibile per la loro sopravvivenza. Si suppone che a questo punto Venga favorita la sopravvivenza di quelle cellule che, grazie ad alcuni pigmenti presenti nel loro citoplasma, riescono a utilizzare la luce del sole per fabbricarsi il nutrimento. Nascono così i primi viventi autotrofi (simili alle attuali alghe azzurre) che, attraverso la fotosintesi clorofilliana, immettono ossigeno nell'aria e iniziano a modificare la primitiva composizione dell'atmosfera che si arricchisce sempre di più di ossigeno.
I procarioti autotrofi popolano indisturbati le acque per due miliardi di anni. Con il tempo, però, la loro produzione di ossigeno modifica la composizione dell'atmosfera a tal punto da mettere in crisi la loro stessa sopravvivenza. Alcuni procarioti infatti non sopravvivono; altri invece si adattano diventando capaci di sfruttare l'ossigeno per ricavare energia: compaiono così i primi organismi capaci di respirare; altri ancora si rifugiano in ambienti poveri di ossigeno e sopravvivono acquisendo la capacità di assorbire sostanze organiche dai resti dei procarioti morti; compaiono cioè i primi decompositori. La cellula degli organismi capaci di respirare diventa sempre più complessa e, circa di un miliardo di anni fa, si originano i primi eucarioti in grado di riprodursi per mitosi.
Circa 800 milioni di anni fa, dalle forme più evolute di eucarioti si formano i primi organismi pluricellulari. Secondo gli scienziati infatti durante il processo di mitosi alcune cellule figlie rimangono casualmente da una stessa membrana e imparano a vivere insieme specializzandosi ciascuna in fu8nzioni diverse. Questo, per i primi pluricellulari, significa risparmio di energia e determina una maggiore efficienza e favorisce la loro rapida affermazione e evoluzione. Nel frattempo l'ossigeno prodotto dalla fotosintesi diventa più abbondante nell'atmosfera e nella stratosfera e si forma la sfascia di ozono che, facendo da barriera dai raggi ultravioletti attenua l'azione nociva dei raggi solari e permette ad alcune forme di vita di uscire dall'acqua e di adattarsi a vivere sulla terraferma.
Così gli unicellulari e i pluricellulari primitivi danno origine a tutti i vari organismi che oggi popolano le acque e le terre emerse. Dagli autotrofi nascono le attuali piante; dagli eterotrofi hanno origine tutti gli animali; dai decompositori i funghi. Alcuni organismi eucarioti rimangono unicellulari e, assieme a tutti i procarioti, anch'essi unicellulari, costituiscono il mondo dei microrganismi che sono ancora oggi gli esseri viventi più diffusi sul pianeta.

L'EVOLUZIONE
La vita dunque nasce nell'acqua e vi rimane per circa 3 miliardi di anni. Solo 500 milioni di anni fa le prime piante emergono dall'acqua e cominciano ad adattarsi all'ambiente terrestre. Le prime piante sulla terra furono le alghe azzurre precedute da organismi più semplici, come i batteri, seguite dalle alghe verdi, rosse, brune. Circa 350 milioni di anni fa comparvero le prime piante vascolari, ovvero quei vegetali che presentano tessuti cavi che svolgono la funzione di trasporto delle soluzioni nutritive. Poi vennero, circa 250 milioni di anni fa, le felci giganti, i resti delle quali si trovano poggi nei giacimenti di carbone. Però già 300 milioni di anni fa erano apparse le prime piante da seme che sono oggi le principali forme di vita vegetale sulla terra.

Immagine che raffigura un Eusthenopteron, primo
esemplare di pesce che colonizza le terre emerse.

Gli animali vivono ancora tutti nell'acqua, e fra questi compare il precursore dei vertebrati, l'anfiosso, un animale tuttora vivente fornito di un abbozzo di corda di sostegno. Da alcuni anfiossi, per evoluzione della corda di sostengono, si originano i primi vertebrati che, sviluppando caratteristiche sempre più favorevoli alla vita acquatica, danno vita ai precursori dei pesci attuali. La vegetazione ha ormai invaso le terre emerse e animali diversamente evolutisi (insetti alati) volano nell'aria.
In quest'epoca (400-350 milioni di anni fa) si verificano sempre più lunghi periodi di siccità, e questo spinge i pesce a colonizzare le terre emerse. Alcuni di essi, come l'Eusthenopteron, presentano caratteristiche sempre più favorevoli a queste escursioni terrestri: pinne da poter usare come zampe e vescica natatoria dotata di alveoli che funge da polmone. Ciò li favorisce, li seleziona, li rende adatti alla vita terrestre; essi perfezionano il loro sistema di sostegno originando un vero scheletro più robusto e articolato e si evolvono nei primitivi anfibi come l' Ichthyostega.

Immagine che raffigura due Ichthyostega, i primitivi anfibi.

Circa 300 milioni di anni fa gli anfibi diventano i dominatori della Terra. Alcuni non si staccano completamente dall'acqua, dove la femmina depone le uova che vengono poi fecondate dal maschio: da essi si originano gli anfibi attuali.
In altri anfibi compaiono strutture che permettono l'abbandono dell'acqua, la pelle si ricopre di scaglie e non ha più bisogno di essere mantenuta umida con continue immersioni; la fecondazione diventa interna e la femmina depone sulla terraferma uova fecondate provviste di guscio: si originano così i rettili adatti alla sopravvivenza nelle terre emerse.
Per oltre 150 milioni di anni i rettili sono i dominatori della terraferma e dell'acqua, raggiungendo un enorme sviluppo per quanto riguarda il numero che le dimensioni: nascono i dinosauri che renano incontrastati fino a 65 milioni di anni fa, così che i rettili di piccole dimensioni hanno difficoltà a trovare cibo. Alcuni di essi, gli pterosauri, vanno in cerca di nutrimento nell'aria ricca di insetti: essi hanno infatti sviluppato una membrana alare che consente loro di volare.

Archaeopteryx, animale testimone del
passaggio dai rettili agli usccelli.

Intorno a 150 milioni di anni fa compare l' Archaeopteryx, che rappresenta la forma di passaggio dai rettili agli uccelli veri e proprio; questi ultimi sviluppandosi ulteriormente, colonizzano in modo predominante e incontrastato l'aria. Nello stesso periodo un altro gruppo di piccoli rettili popola l'enorme ambiente rimasto libero: quello degli alberi. Fra questi uno, il Moschops, ha delle caratteristiche inusuali per un rettile: zampe allungate e perpendicolari al suolo adatte alla corsa e denti differenziati in incisivi, canini e molari. Sono caratteristiche che lo pongono come essere intermedio tra rettili e mammiferi. Per questi antenati dei mammiferi è difficile competere con i dinosauri e per sopravvivere sviluppano particolari caratteristiche: dimensioni piccole, corpo ricoperto di peli, temperatura corporeo costante (omeotermia) e sviluppo delle

Esemplare di Moshops, essere
vivente intermedio tra rettili e
mammiferi.

uova nel corpo materno (viviparità).
Si originano così i primitivi mammiferi, che per milioni di anni sopravvivono sfuggendo ai dinosauri. Ma 65 milioni di anni fa una catastrofe, finora rimasta inspiegabile, causa la completa estinzione dei dinosauri. Sopravvivono solo alcuni piccoli rettili quali gli attuali coccodrilli e tartarughe; gli uccelli e i mammiferi continuano invece indisturbati la loro evoluzione. I mammiferi, non dovendo più competere con i dinosauri, scendono dagli alberi e si diffondono in tutti gli ambienti, adattandovisi progressivamente. Circa 26 milioni di anni fa si ha l'estinzione delle forme primitive di mammiferi e comincia l'evoluzione e la differenziazione dei mammiferi negli attuali monotremi, marsupiali e placentati.