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Evoluzione umana - Dimensioni cerebrali e corporee

biologia


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Evoluzione umana

1

INTRODUZIONE

Evoluzione umana è lo sviluppo biologico e culturale della specie Homo sapiens, che ha condotto all'umanità attuale. La comprensione della nostra evoluzione si fonda su un gran numero di reperti fossili portati alla luce in vari siti di Africa, Europa e Asia. Alla ricostruzione del percorso evolutivo ha contribuito anche il ritrovamento di utensili in pietra, osso e legno, nonché di resti di focolari, di insediamenti e di sepolture. Attraverso le scoperte dovute alle ricerche archeologiche e antropologiche, è stato possibile definire un quadro dell'evoluzione umana negli ultimi 4-5 milioni di anni.

2



TRATTI FISICI UMANI

L'uomo è un mammifero appartenente all'ordine dei primati. Nell'ambito di quest'ordine, l'uomo moderno, i suoi antenati estinti e le specie viventi più prossime (le grandi scimmie antropomorfe africane) sono generalmente raggruppati, in ragione della loro affinità genetica, nella superfamiglia degli ominoidei, dove le grandi scimmie antropomorfe costituiscono la famiglia dei pongidi e l'uomo quella degli ominidi. Questa classificazione è la più accreditata, sebbene alcuni studiosi preferiscano attribuire il termine "ominoidei" alla sola linea umana (al genere Homo), classificando quest'ultima come una sottofamiglia inclusa insieme alla sottofamiglia dei pongidi nella famiglia degli ominidi.

2.1

Bipedismo

L'andatura a due gambe sembra essere, tra le caratteristiche principali degli ominidi, quella emersa più precocemente. Il bipedismo condusse infatti a numerose modifi 818d35i cazioni scheletriche nella parte inferiore della colonna vertebrale, nel bacino e negli arti inferiori, e poiché questi cambiamenti possono essere facilmente documentati dai reperti ossei, esso viene solitamente considerato il tratto fondamentale per definire l'appartenenza agli ominidi.

Uno dei principali vantaggi evolutivi legati allo sviluppo del bipedismo fu la "liberazione delle mani", che, affrancate dalla funzione di locomozione, vennero utilizzate per altri scopi, come la fabbricazione di utensili che, con l'andar del tempo, si fece sempre più articolata e sofisticata.

2.2

Dimensioni cerebrali e corporee

Gran parte della capacità umana di realizzare e adoperare utensili e altri oggetti dipende dalle grandi dimensioni e dalla complessità del cervello umano. La maggior parte degli esseri umani ha attualmente una scatola cranica di volume compreso tra i 1300 e i 1500 cm3. Nel corso dell'evoluzione umana il volume del cervello si è più che triplicato. Questo incremento può essere messo in relazione a cambiamenti di tipo comportamentale; è probabile quindi che l'incremento di volume del cervello umano sia dovuto all'elaborazione di nuovi e più complessi strumenti e all'acquisizione di quelle competenze che consentirono ai nostri antenati di adattarsi ad ambienti sempre più vari.

Infatti, nel corso dell'evoluzione umana le aree geografiche occupate dai nostri antenati andarono espandendosi. Le forme umane più antiche sono state localizzate nell'Africa orientale e meridionale; successivamente - circa un milione di anni fa - gli ominidi cominciarono a spostarsi nelle aree tropicali e subtropicali dell'Eurasia e 500.000 anni dopo anche verso parti più temperate di questi continenti. Molto tempo dopo (forse 50.000 anni fa) alcuni ominidi attraversarono la barriera costituita dal mare e raggiunsero l'Australia. Solo dopo la comparsa delle forme umane moderne, circa 30.000 anni fa, alcune popolazioni si fecero strada fino alle Americhe.

I più antichi fossili riferibili a forme umane mostrano un evidente dimorfismo sessuale, soprattutto per quanto riguarda le dimensioni corporee. Le ossa indicano che le femmine avevano un'altezza compresa tra 0,9 e 1,2 m e pesavano tra 27 e 32 kg, mentre i maschi erano alti poco più di un metro e mezzo e pesavano circa 68 kg. Le ragioni di questa notevole differenza sono oggetto di dibattito scientifico, ma potrebbero essere legate a specializzazioni di comportamento all'interno dei gruppi di appartenenza. Questo marcato dimorfismo sembra essere venuto gradualmente meno nell'ultimo milione di anni.

2.3



Faccia e dentatura

La terza principale caratteristica dello sviluppo che condusse alla specie umana è la tendenza alla diminuzione delle dimensioni della faccia e dei denti. Tutte le grandi scimmie antropomorfe sono dotate di grandi canini simili a zanne, che sporgono ben oltre gli altri denti. I più antichi reperti di ominidi possiedono canini che sporgono leggermente, ma quelli di tutti gli ominidi successivi mostrano una netta diminuzione delle dimensioni di questi denti. Anche i denti preposti alla masticazione (premolari e molari) sono divenuti più piccoli nel corso del tempo. Associata a questi cambiamenti è una graduale riduzione delle dimensioni della faccia e della mandibola.

3

LE ORIGINI DELL'UOMO

I fossili appartenenti agli antenati dell'uomo, ripartiti fra i generi Australopithecus e Homo, risalgono al massimo a circa 5 milioni di anni fa: della storia precedente sappiamo perciò molto poco. Tra 7 e 20 milioni di anni fa, animali primitivi simili alle scimmie antropomorfe erano ampiamente distribuiti sul continente africano (più tardi anche in Eurasia). Benché sia stata trovata una grande quantità di ossa e denti, tra gli scienziati è ancora aperto il dibattito circa il modo di vivere di questi animali e la loro relazione evolutiva con le scimmie antropomorfe attuali e con l'uomo. Una di queste scimmie fossili, nota come Sivapithecus, sembra condividere molte caratteristiche con la grande scimmia antropomorfa asiatica vivente, l'orango, della quale potrebbe essere la diretta progenitrice. Le caratteristiche di questi fossili, tuttavia, non consentono di collocarla inequivocabilmente nella linea evolutiva che condusse alla famiglia degli ominidi e, in particolare, alla sottofamiglia umana.

I confronti effettuati tra grandi scimmie africane e uomo in base alle proteine del sangue e al DNA indicano come la linea che condusse alle popolazioni umane moderne non si sia differenziata da quella degli scimpanzé e dei gorilla se non in una fase evolutiva relativamente tarda. Sulla base di questi confronti, molti scienziati tendono a collocare questo bivio evolutivo tra sei e otto milioni di anni fa.

3.1

Australopithecus

Fossili appartenenti al genere Australopithecus, risalenti anche a 4,5 milioni di anni fa, sono stati rinvenuti in numerosi siti dell'Africa orientale e meridionale (o australe, da cui il nome). Il genere Australopithecus sembra essersi estinto circa un milione di anni fa. Tutti gli australopitechi erano bipedi; riguardo alla dentatura, alle mascelle e alle dimensioni craniche i reperti sono abbastanza differenziati da consentire una suddivisione in sei specie: Australopithecus afarensis, Australopithecus africanus, Australopithecus robustus, Australopithecus boisei, Australopithecus anamensis e Australopithecus aethiopicus (queste ultime due specie sono state scoperte solo recentemente e si sa dunque molto poco su di esse). L'Australopithecus afarensis viveva in Africa orientale tra i 3 e i 4 milioni di anni fa; ritrovato in Etiopia (nella regione dell'Afar) e in Tanzania, aveva un cervello di volume leggermente superiore a quello degli scimpanzé (circa 400-500 cm3). Alcuni individui possedevano canini alquanto più sporgenti di quelli di ominidi successivi. Con i fossili di Australopithecus afarensis non sono stati trovati utensili di alcun tipo.

Tra 2,5 e 3 milioni circa di anni fa, l'Australopithecus afarensis diede origine, a quanto pare, a un australopiteco più evoluto, l'Australopithecus africanus, ritrovato soprattutto in siti dell'Africa meridionale. L'Australopithecus africanus possedeva un cervello simile a quello del suo predecessore; tuttavia, nonostante le notevoli dimensioni dei premolari e molari, i canini non sporgevano più rispetto agli altri denti. Anche con i fossili di questo australopiteco non sono stati rinvenuti utensili. A circa 2,6 milioni di anni fa, la documentazione fossile fa risalire la presenza di almeno due, e forse quattro, specie separate di ominidi.

A questo punto sembra essersi verificato un bivio evolutivo nella linea degli ominidi: un segmento cominciò a evolvere verso il genere Homo; l'altro condusse a specie di australopitechi destinate in seguito a estinguersi. Questa seconda linea comprende gli australopitechi di struttura robusta, l'Australopithecus robustus, limitato all'Africa meridionale, e l'Australopithecus boisei, ritrovato solo in Africa orientale. L'Australopithecus robustus (che si estinse circa 1,5 milioni di anni fa) rappresenta uno specifico adattamento, dal momento che la sua principale differenza con le altre linee di australopitechi risiede nella grande dimensione dei denti masticatori, delle mandibole e dei muscoli che consentono la masticazione.



3.2

Il genere Homo

Benché la questione sia ancora oggetto di discussione, molti scienziati ritengono che, dopo la separazione evolutiva che condusse all'Australopithecus robustus, l'Australopithecus africanus si sia evoluto nel genere Homo. Questa transizione evolutiva si sarebbe verificata tra 1,5 e 2 milioni di anni fa. I fossili che risalgono a questo periodo mostrano una curiosa mescolanza di tratti. Alcuni possiedono un cervello relativamente grande (in molti casi di 800 cm3 ca.) e grandi denti da australopiteco. Altri presentano denti più piccoli, già simili a quelli del genere Homo, ma anche un cervello piccolo, da australopiteco.

Un gran numero di crani e mandibole fossili di questo periodo, trovati in Africa orientale (Tanzania e Kenya), è stato attribuito alla categoria Homo habilis perché alcuni fossili sono stati trovati associati a utensili in pietra. L'Homo habilis possedeva molti tratti che lo collegavano sia con i precedenti australopitechi sia con i successivi membri del genere Homo. Sembra pertanto che questa specie rappresenti la transizione evolutiva tra gli australopitechi e gli ominidi più evoluti.

I primi utensili in pietra provengono da siti africani e sono databili a circa 2,5 milioni di anni fa. Gli utensili non sono stati trovati in associazione con una particolare specie di ominidi. I reperti rinvenuti in vari siti dell'Africa orientale e risalenti a un'epoca compresa tra 1,5 e 2 milioni di anni fa comprendono, oltre a utensili in pietra, anche ossa di animali che, come gli esperimenti hanno dimostrato, presentano segni di sfregamento provocati da azioni di taglio di tipo umano. Questi resti dimostrano che a quell'epoca gli ominidi si nutrivano di carne, ma non è possibile accertare se fosse ottenuta attraverso la caccia oppure spolpando carogne abbandonate da animali carnivori. Non si sa neppure in che misura la loro dieta fosse costituita di vegetali e insetti. Infine, non è nemmeno chiaro se questi siti fossero frequentati da membri della famiglia evolutiva che avrebbe condotto al genere Homo o se gli australopitechi robusti fossero in grado di fabbricare utensili e di nutrirsi di carne.

I reperti fossili di un esemplare di primate dotato di grande cervello e piccola dentatura, portati alla luce per la prima volta nel Kenya settentrionale e risalenti a 1,5-1,6 milioni di anni fa, sono stati attribuiti alla specie Homo erectus. I primordi di Homo erectus, come quelli degli ominidi precedenti, sono circoscritti all'Africa orientale e meridionale. Successivamente - tra 700.000 e un milione di anni fa - l'Homo erectus si diffuse nelle aree tropicali del Vecchio Mondo e, verso la fine della sua evoluzione, nelle zone temperate dell'Asia. La sua maggiore abilità nella costruzione di utensili rispetto alle specie precedenti è testimoniata dai ritrovamenti in un gran numero di siti archeologici; nel sito di Zhoukoudian, nella Cina meridionale (la caverna dell'uomo di Pechino) vi sono tracce dell'uso del fuoco. I fossili di animali ritrovati in questi siti appartengono talvolta a grandi mammiferi, come gli elefanti. Questi dati indicano che il comportamento degli ominidi stava facendosi sempre più complesso ed efficiente.

Per tutto il periodo dell'Homo erectus continuarono le principali tendenze dell'evoluzione umana. Il volume cranico dei primi fossili dell'Homo erectus non è molto maggiore di quello di ominidi precedenti (da 750 a 800 cm3); fossili più recenti presentano invece un volume che oscilla tra i 1100 e i 1300 cm3, e che si colloca pertanto nei margini di variazione dell'Homo sapiens.

3.3

I primordi dell'Homo sapiens

Tra 200.000 e 300.000 anni fa, l'Homo erectus diede origine all'Homo sapiens. Data la natura graduale dell'evoluzione, è difficile identificare con precisione quando si sia verificata questa transizione, cosicché certi fossili di questo periodo sono considerati tardi esemplari di Homo erectus da alcuni scienziati e primi esemplari di Homo sapiens da altri. Benché classificati nello stesso genere e nella stessa specie, questi primi Homo sapiens non sono identici nell'aspetto agli esseri umani moderni. Nuove documentazioni fossili indicano che l'uomo moderno, l'Homo sapiens sapiens, comparve per la prima volta circa 90.000 anni fa.



Il mondo scientifico non è unanime nel descrivere gli esseri umani moderni come risultato di un processo evolutivo continuo dal primo Homo sapiens. Il disaccordo riguarda principalmente il posto occupato nello sviluppo evolutivo dai neanderthaliani, spesso classificati come Homo sapiens neanderthalensis (o Homo neanderthalensis) nella catena dell'evoluzione umana. I neanderthaliani (che prendono il nome dalla valle del Neander, in Germania, dove fu trovato uno dei primi crani appartenenti a questa specie) occuparono parte dell'Europa e del Medio Oriente da 100.000 anni fa fino a circa 35.000-40.000 anni fa. Fossili di varietà delle prime forme di Homo sapiens sono stati trovati anche in altre parti del Vecchio Mondo.

La disputa sui neanderthaliani comprende anche la questione delle origini evolutive delle moderne popolazioni umane, o razze. Sebbene non sia possibile una precisa definizione del termine razza (i moderni esseri umani mostrano una variazione senza soluzione di continuità da un'area geografica all'altra), popolazioni umane geograficamente molto distanti sono caratterizzate da numerose differenze fisiche, che contribuiscono a definire razze diverse. La maggioranza di queste differenze rappresenta adattamenti a condizioni ambientali locali, un processo che secondo alcuni scienziati sarebbe iniziato con la diffusione dell'Homo erectus in tutte le parti del Vecchio Mondo circa un milione di anni fa. Secondo queste ipotesi, lo sviluppo umano a partire dall'Homo erectus sarebbe stato una continua evoluzione sul posto: le popolazioni locali si sarebbero evolute ciascuna indipendentemente dall'altra, cambiando fisionomia nel corso del tempo. I neanderthaliani e altre forme arcaiche di Homo sapiens sono considerati discendenti dell'Homo erectus e a loro volta progenitori degli esseri umani moderni.

Altri studiosi ritengono invece che la differenziazione razziale sia un fenomeno relativamente recente. Secondo costoro, le caratteristiche dei neanderthaliani - fronte bassa e sfuggente, grandi arcate sopraccigliari e grande faccia quasi priva di mento - sono troppo primitive perché essi possano essere considerati progenitori dell'uomo moderno. Questi scienziati collocano i neanderthaliani su un ramo laterale dell'albero evolutivo umano, un ramo destinato a estinguersi. Secondo questa teoria, l'umanità moderna avrebbe avuto origine nell'Africa meridionale o nel Medio Oriente. Evolutisi forse tra 90.000 e 200.000 anni fa, questi umani si diffusero successivamente in ogni parte del mondo, soppiantando le locali popolazioni più arcaiche di Homo sapiens. Oltre che da alcuni ritrovamenti frammentari nell'Africa meridionale, le conferme a questa teoria vengono dai confronti del DNA mitocondriale (una forma di DNA che viene ereditata solo dalla madre) di donne appartenenti a ciascuna delle aree geografiche. Questi studi suggeriscono che gli esseri umani possono essere derivati da una singola generazione nell'Africa subsahariana o forse nell'Asia sudorientale. È questa la cosiddetta ipotesi di "Eva mitocondriale", ipotesi peraltro rifiutata dalla maggior parte degli antropologi, che ritengono la razza umana molto più antica.

Quale che sia l'esito di questo dibattito scientifico, vi sono prove che attestano come i primi gruppi di Homo sapiens fossero assai efficienti nei climi talora assai inclementi dell'Europa dell'ultima glaciazione. Inoltre, per la prima volta nell'evoluzione umana, tra questi gruppi si diffuse l'uso della sepoltura dei defunti. I cadaveri venivano talvolta sepolti con utensili in pietra, ossa di animali e persino fiori.

4

L'UOMO MODERNO

Anche se la comparsa delle popolazioni biologicamente moderne non cambiò in modo sostanziale le modalità fondamentali di adattamento che avevano caratterizzato le fasi precedenti della storia umana, ebbero comunque luogo alcune innovazioni. Oltre alla prima apparizione della grande arte paleolitica di Francia e Spagna, opera di abitanti delle caverne, alcuni antropologi hanno ipotizzato che a quel periodo risalga l'origine del linguaggio umano, che avrebbe avuto profonde implicazioni per tutti gli aspetti dell'attività umana. Circa 10.000 anni fa si verificò uno dei più importanti eventi di tutta la storia umana: la domesticazione delle piante. Non molto tempo dopo si ebbe anche quella degli animali. La comparsa dell'agricoltura e dell'allevamento fu un passo decisivo verso gli albori della civiltà.

La moderna comprensione dell'evoluzione umana dipende dalla documentazione fossile, ma il quadro complessivo è ben lontano dall'essere completo. Solo future scoperte consentiranno agli studiosi di colmare le numerose lacune. Impiegando sofisticate tecnologie, gli antropologi sono ora in grado di delimitare con maggiore precisione le aree più promettenti per il ritrovamento di fossili; negli anni a venire ciò consentirà senza dubbio di aumentare enormemente la conoscenza della storia biologica umana.






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