LABORATORIO
evoluzione
a cura
di Marcello Sala
ISTRUZIONI PER L’USO
É possibile un laboratorio
sull’evoluzione?
Non mi riferisco a un vero laboratorio
scientifico, che disponga di materiali, di strumenti, di dati... e soprattutto
di tempi lunghi, ma a un laboratorio didattico, “povero” e limitato nel
tempo.
Allora la domanda diventa: è possibile
capire l’evoluzione anche facendo, cioè “mettendo in azione” il
pensiero, interagendo, “giocando”?
Qui non cerco scorciatoie per “capire
l’evoluzione” senza studiare, ma voglio provare a suscitare “buone domande” e
trovare buone ragioni per studiare e leggere libri, a cominciare da L’Origine
delle specie di Darwin.
Si può dire che c’è apprendimento quando
il sistema cognitivo di un soggetto cambia, perché acquisisce qualcosa o
perché va incontro a ristrutturazioni. Parto dunque dall’idea che non tanto
ciò che viene detto dal formatore, quanto ciò che faranno e diranno i suoi
interlocutori potrà essere assimilato, integrato al loro sistema cognitivo.
Perciò queste proposte didattiche sono situazioni aperte che si collocano in
un contesto di ricerca; per
questo parlo di laboratorio.
In questo contesto il formatore non “fa
lezione”, ma costruisce le condizioni per l’apprendimento, lo innesca, lo
sostiene, lo contiene.
Le condizioni sono essenzialmente quelle di una
interazione comunicativa che va protetta, valorizzata come spazio di
costruzione sociale di conoscenza attraverso dinamiche di cooperazione e di
conflitto cognitivo (nel merito delle idee), come in una piccola comunità
scientifica.
Il formatore innesca processi di
ricerca soprattutto attraverso domande e problemi: lavora su esempi
contestualizzati che precedono e alimentano qualsiasi generalizzazione.
Sono esempi che rimandano alle idee fondamentali che costituiscono la rete
concettuale della teoria dell’evoluzione.
Ogni proposta si muove attorno a uno o ad
alcuni di questi nodi e prevede uno sviluppo che è stato studiato con criteri
di economicità delle idee, di coerenza logica, di propedeuticità, di correttezza
scientifica.
É lungo questa linea ideale (nel
senso delle “idee”) di sviluppo che sono state predisposte le domande,
i materiali che fanno loro da supporto, le eventuali spiegazioni,
rappresentazioni, formalizzazioni.
Il percorso cognitivo degli utenti è
possibile che sia meno lineare, più tortuoso. Lo svantaggio è ovviamente la
non linearità; il vantaggio, decisivo, è che quello è il loro effettivo
percorso di apprendimento, che risponde al loro stile cognitivo, alla loro
epistemologia, alle loro premesse culturali.
Sta
al formatore, attraverso un ascolto attento, cogliere i punti di
intersezione del percorso degli studenti con la “linea ideale” per riportare
il discorso più vicino ad essa.
Ma il formatore può anche operare un contenimento
cognitivo limitando le esplorazioni che soprattutto i più piccoli sono
portati a intraprendere quando si interessano a una ricerca; è una saggezza
pedagogica a suggerirgli la strategia: quanto è opportuno lasciare che gli
utenti si allontanino seguendo i loro fili di pensiero e quando lo è
delineare dei confini e delle direzioni alla ricerca.
Le conclusioni metteranno a fuoco le idee
della teoria dell’evoluzione, ma compito del formatore è essenzialmente
quello di restituire agli utenti la loro elaborazione, riformulando in
termini scientificamente corretti le idee che loro hanno espresso. Soltanto
il formatore può trovare la mediazione migliore tra correttezza scientifica e
rispetto dei processi di apprendimento dei propri utenti.
Nella mia storia professionale questo
progetto si è dato degli strumenti di lavoro sotto forma di “sceneggiature”
di laboratorio, continuamente aggiornate sulla base delle esperienze condotte
sul campo con studenti, insegnanti, animatori museali, adulti non esperti…
La componente prevedibile della
sceneggiatura è quella che segue la “linea ideale” e si concretizza in una
serie di interventi che il formatore può predisporre. Tuttavia l’ordine degli
interventi e la loro opportunità dipende dalla valutazione che farà in relazione
allo sviluppo effettivo dell’interazione.
Ma la sceneggiatura riporta anche la
parte che è prevedibile solo per approssimazione sulla base di esperienze
precedenti effettivamente condotte: si può dire che è il comportamento più
adeguato all’apprendimento degli utenti, quello che il formatore coglie e
utilizza quando si manifesta o che cerca di provocare, di innescare, ma
sempre attraverso domande, problematizzazioni, stimoli, controesempi ecc. e
non sostituendo la propria risposta a quella degli utenti.
Accanto a questo e in relazione a questo
sono riportati sviluppi possibili del lavoro.
[La
maggior parte delle “sceneggiature” è in formato Power Point” e va usata in
modalità “presentazione” in modo che le risposte “previste” non compaiano
prima che siano state raccolte le risposte effettive dei partecipanti al
laboratorio]
Le attività di laboratorio
sono di diversa difficoltà e quindi sono adatte a utenti di diversa
preparazione. Esse richiedono come premesse diversi livelli di conoscenze già
acquisite e perciò sono da considerare moduli con cui costruire curricoli
diversi.
L’elenco che segue individua le
connessioni e suggerisce 4 possibili filoni di lavoro.
In blu: dinamica microevolutiva (variazione, selezione,
adattamento, vincoli strutturali, exaptation)
In rosso: storia della vita sulla Terra
In viola: macroevoluzione (speciazione, tassonomia, filogenesi)
In verde: evo-devo (genetica,
embriologia)
|
titolo
|
argomento
|
collegamenti
|
1
|
|
riproduzione -
variazione – media e dispersione -
selezione – adattamento – speciazione
- ricombinazione
|
2, 3, 10, 11, 12,
13, 14, 15, 24, 26, 30, 32, 37, 40, 41, 42, 43, 49, 51,
|
2
|
CAVALLI E GIAGUARI
|
variazione - media
e dispersione – ereditarietà – isolamento - deriva – razza – migrazione -
ibridazione – speciazione – selezione
|
1, 3, 12, 15, 17, 26, 29, 30, 32, 40, 41, 42, 43, 44, 48
|
3
|
SERVONO I MASCHI?
|
dimorfismo sessuale – riproduzione a/sessuata –
meiosi - ricombinazione - crossing over - mutazione – omo/eterozigosi – coniugazione - partenogenesi -clonazione –
ermafroditismo – valore evolutivo del sesso - cellula uovo e spermatozoi –
aploidia/diploidia – gameti e spore – apomissia – riproduzione vegetativa
|
1, 2, 15, 40, 41,
48
|
4
|
I FOSSILI DI LEONARDO
|
fossili – stratificazioni – sedimentazione – erosione
– storia naturale
|
5, 12,
21, 22,
25, 33,
50, 51, 52,
|
5
|
IL TEMPO,
GRANDE SCULTORE
|
|
4, 12, 21, 22, 47, 50
|
7
|
IL CASO DELL’ANIMALE X
|
tassonomia – progresso lineare e ramificazione
– adattamento
|
8, 12, 13, 14,
15, 17, 23, 42, 50, 52,
|
8
|
L’IMPORTANZA
DELLE STRISCE
|
caratteri
primitivi e derivati – omologia e analogia - tassonomia e parentela –
cladistica – taxon mono/poli/para-filetici
|
7, 13, 14, 15, 25, 27, 43
|
9
|
LA DOMANDA GIUSTA
|
informazioni e istruzioni – metafora scientifica e comunicazione sociale – codice genetico e rapporto geni-caratteri
|
8, 11, 18, 19, 20, 27, 28, 31, 49,
56
|
10
|
LA PIÙ GRANDE
INVENZIONE
|
Evoluzione
biologica/culturale – fitness – rapporto volume superficie - adattamento e
vincoli strutturali
|
1, 11, 15, 16, 24, 40, 43, 48, 50
|
11
|
IL POLLICE DEL PANDA
|
Caratteri “vestigiali” e antenato comune - adattamento e vincoli strutturali –
variazione e selezione - exaptation - contingenza – rapporto
geni-caratteri nello sviluppo
|
1, 8,
9, 10, 12, 14, 16, 18, 19, 20, 23, 24, 43, 46, 49,
|
12
|
SI VINCE SI PERDE:
I MARSUPIALI
|
biogeografia – linea di Wallace – storia evolutiva
– rapporto con il clima - deriva
dei continenti – radiazione – migrazioni
– adattamento – competizione - contingenza
|
1, 2, 5, 7, 11, 15, 17, 29, 32, 42, 48
|
13
|
CONVERGENZE PARALLELE
|
unità del tipo e adattamento – filogenesi omologia
e analogia - convergenze adattative
|
1, 7, 8, 10,
11, 14, 17, 23, 43, 48, 49, 50
|
14
|
PRENDERE ARIA
|
analogia – omologia - adattamento – ridondanza – exattamento – genealogia
|
1, 7, 8, 11, 13, 16,
23, 25, 43,
49, 50, 52,
|
15
|
LE DIVERSItà
NON
SONO TUTTE UGUALI
|
variazione – dimorfismo sessuale – mimetismo –
adattamento – metamorfosi – epigenesi – speciazione
|
1, 2, 3, 7, 8, 10, 12, 16, 17, 19, 26, 27, 32, 40, 41, 48, 51,
|
16
|
I PENNACCHI
DI S. MARCO
|
adattamento – co-evoluzione – il problema degli
organi incipienti – principio di ridondanza - correlazioni di sviluppo –
effetti collaterali – cambiamenti di funzione – funzione attuale e origini
storiche - exaptation
|
1, 10,
11, 14, 15, 23, 24, 26, 40, 43, 46, 51, 52,
|
17
|
IL MISTERO DEL CERION
|
variazione – ibridazione – specie – contingenza
- isolamento riproduttivo - convergenza analogia – relazione con l’ambiente
- adattamento – parentela filogenetica - rapporto geni-caratteri
|
1, 2, 7,
8, 9, 11,
12, 13, 15,
27, 32, 43
|
18
|
GEOMETRI E MURATORI
|
istruzioni e rappresentazioni nel vivente
|
8, 9, 11, 17,
19, 20, 28, 34,
49, 56
|
19
|
INTERRUTTORI
E INDIRIZZI
|
sviluppo embrionale - informazione genetica e dispositivi
materiali – gerarchie di regolazioni da genotipo a fenotipo: il problema della localizzazione, il
problema delle simmetrie
|
8, 9, 11, 15, 17,
18, 20, 27, 28,
34, 49,
56
|
20
|
Scatole di montaggio
|
il vivente come macchina autopoietica –
sviluppo e differenziazione - informazioni e organizzazione: la “logica”
modulare – il problema della localizzazione – segnali e reazioni - epigenesi e speciazione
|
8, 9, 11, 17, 18, 19, 27, 28, 49, 56
|
21
|
La STORIA DELLA TERRA
|
sedimenti – stratificazioni – movimenti
tellurici – fossili – erosione – attualismo
|
4, 5, 12, 22, 25, 33, 47
|
22
|
STORIE DI FAMIGLIA
|
antenato comune - parentela e specie – genealogia
e filogenesi - paleontologia – tassonomia e filogenesi - filogenesi di primati e ominini
|
1, 2, 4, 5, 10, 21, 29, 32, 33, 38, 40, 42, 48, 49, 50, 52, 54
|
23
|
NATI PER VOLARE?
|
uccelli – volo –
analogia – sequenza evolutiva – filogenesi degli uccelli – adattamento e exaptation – struttura e funzione – re-gresso – ritmi evolutivi diversificati - evoluzione e sviluppo
|
7, 11, 13, 14, 16, 25, 33, 43, 46, 48, 52, 56
|
24
|
LE UOVA DEI MASCHI
|
adattamento – vincoli genetici – epigenesi
|
1, 10, 11, 16, 19, 23, 27, 43, 46, 49,
|
25
|
“STEMMI”
|
documentazione fossile – parentele evolutive filogenesi – cladogrammi
- distanze genetiche – rappresentazioni dell’ ”albero filogenetico”
dell’uomo
|
4, 8, 13, 14, 21, 23, 32, 33
|
26
|
PELLI COLORATE
|
adattamento – mimetismo – ereditarietà – deriva
– razze
|
1, 2, 15, 16, 29
|
27
|
LE STRISCE DELLE
ZEBRE
|
rapporto geni caratteri nello sviluppo – epigenesi
e speciazione
|
8, 9, 15, 17, 19, 20, 24, 28, 49,
|
28
|
MOSTRI E GENI
|
mutazioni omeotiche – organizzazione del genoma
– regolazione genica – eredità genetica e contesti di sviluppo: epigenesi –
rapporto sviluppo-evoluzione
|
8, 9, 18, 19, 20, 25, 27, 49, 56
|
29
|
DERIVA
|
dinamiche statistiche – migrazione – effetto
del fondatore – deriva genetica - polimorfismo – mutazioni neutrali –
orologio molecolare – filogenesi – neutralismo
|
2, 12, 17, 22, 26, 30, 32, 40, 48
|
30
|
Hardy e Weimberg
|
dinamica genetica di popolazione
|
1, 2, 29
|
31
|
COME SIAMO DIVENTATI
CIÒ CHE SIAMO
|
(9+18+19+20+27+28) sviluppo/evoluzione – ereditarietà
dell’adattamento - geni e caratteri: numeri, forme, simmetrie nel fenotipo
– “progetto” e realizzazione: informazioni e dispositivi materiali -
organizzazione delle regolazioni nello spazio e nel tempo –
differenziazione - eterocronia - ontogenesi e filogenesi – “mostri” e
mutazioni omeotiche - fattori di trascrizione - organizzazione gerarchica dei geni –
genetica ed epigenetica
|
8, 9, 11, 15, 17, 18, 19, 20, 25, 27, 28, 34, 49, 52, 56
|
32
|
L’UOMO
NERO
|
antenati comuni – ipotesi sulla
filogenesi umana – colonizzazione della Terra – diversità,
differenze genetiche e distribuzione geografica – deriva genetica e
selezione naturale - colore della pelle e razze – l’esempio della
digeribilità del latte: rapporto tra evoluzione biologica e culturale
|
1,
2, 12, 15, 17, 22, 25, 26, 29, 47, 54
|
33
|
SIMILI
O DIVERSI?
|
Specie
e phyla – classificazione –
caratteri embrionali – DNA e filogenesi - antenato comune – funzioni e
organizzazione – nuovi phyla – filogenesi degli animali
|
34
|
34
|
CHIMERE
|
Fossili
– tassonomia del regno animale – piani organizzativi - complessità -
antenato comune – storia evolutiva – radiazione – estinzioni – contingenza
|
4,
21, 22, 23, 25, 33, 52,
|
35
|
GIOCARSI
LA VITA
|
entropia
ed evoluzione – giochi di scacchiera – determinismo locale e ordine
emergente globale – autoorganizzazione
differenziazione
epigenesi
|
18,
19, 29, 31, 40, 49,
|
36
|
ERA
UNA NOTTE BUIA
E
TEMPESTOSA...
|
generazione
spontanea – riproduzione – origine della vita sulla Terra – organico
dall’inorganico – vivente dall’organico – forme di vita e informazione –
DNA e enzimi – ribozimi – reti metaboliche complesse – confinamento
|
37
|
37
|
SVOLTE
EPOCALI
|
storia
della Terra – fotosintesi e vita
aerobica - procarioti eucarioti –
endosimbiosi
|
36
|
38
|
(LA)MARCHIANI
ERRORI
|
esercitazione
sul linguaggio utilizzato per l’evoluzione – metafore
|
1
|
39
|
IL CORALLO DELLA VITA
|
rappresentazioni culturali dell’evoluzione – progresso
lineare e ramificazioni - origine di specie – filogenesi dell’uomo e degli
animali - LUCA
|
22, 43, 47, 48
|
40
|
L’AMBIENTE
DEI GENI
|
influenze
ambientali sullo sviluppo - ereditarietà dei caratteri acquisiti – barriera
di Weismann – geni ed enzimi -
informazioni e DNA – l’impero del DNA – plasticità fenotipica – assimilazione genetica – canalizzazione -
differenziazione e silenziamento – interazione geni-ambiente – regolazione
genica – sistemi epigenetici: metilazione del DNA, RNA interferente
|
9,
11,
18, 19, 20, 27, 28, 31, 35, 49,
56
|
41
|
IL
CANTO
DELL’IMMIGRATO
|
adattamento – migrazione
– endogamia – barriera riproduttiva – riconoscimento sessuale - speciazione –
selezione culturale
|
1,
2, 3, 10, 15, 22, 26, 29, 43, 48, 51,
|
42
|
VEDERE
L’EVOLUZIONE
|
continuità del fenomeno e discontinuità
dell’osservazione – esempi di selezione naturale in azione:
batteri/antibiotici, fringuelli delle Galapagos – rapporto dinamiche di
popolazione e fattori ambientali – tipi di selezione – variazione
e meccanismi genici sottostanti
|
1,
2, 3, 15, 43, 45, 48
|
43
|
CHE SPECIE DI ORIGINE DELLE SPECIE?
|
anagenesi – gradualismo filetico – stasi – ritmi evolutivi
- speciazione allopatrica – equilibri punteggiati
|
1,
2, 7, 12, 38, 41, 42, 48, 50
|
44
|
VESTIGIA
|
adattamenti e vincoli strutturali - analogia omologia – parentele filogenetiche – leggi dello sviluppo – gradualismo
vantaggi e costi – contingenza
|
1,
2, 8, 10, 11, 13, 14, 16, 17, 23, 24, 48, 49, 52,
|
45
|
LA
CORSA
AGLI
ARMAMENTI
|
il “dilemma del prigioniero” – preda-predatore
– competizione intraspecifica – selezione naturale – trasposoni e
repressori
|
1,
2, 42, 48, 51,
|
46
|
IL
PARADOSSO
DELLA
LETTURA
|
simmetria
– interazione e rappresentazione – eredità e apprendimento – “riciclaggio
neuronale” – riconoscimento di forme – invarianza dei caratteri – via
fonetica e via lessicale – strutture anatomiche e gerarchie funzionali –
scrittura ideografica e fonetica – evoluzione culturale e vincoli genetici
|
11,
16, 23, 24
|
47
|
LE
PROZIE DEFUNTE
|
alberi
filogenetici – i primati e gli Hominina – H. Neanderthal H. Denisova H. heidelbergensis H.
erectus H. naledi – Australopithecus sediba A. afarensis – Ardipithecus
ramidus - Paranthropus –
migrazioni planetarie
|
22, 32, 33, 54,
|
48
|
GRIGIOROSSI
|
specie e parentela – antenato comune – speciazione – adattamento – “selezione naturale” – competizione -
migrazione deriva – variabilità
|
1,
2, 3, 10, 12, 13, 15, 22, 23, 25, 26, 29, 32,
41,
42, 43, 44, 45
|
49
|
RICAPITOLIAMO
|
epigenesi
e preformismo – ricapitolazione e parallelismo tra ontogenesi e filogenesi
- differenziazione e specializzazione – embrioni e omologia – ereditarietà
lamarckiana – condensazione e aggiunta terminale – pedomorfosi – meccanica
dello sviluppo –sviluppo ed espressione dei geni – eterocronia – progenesi
e neotenia – selezione r/K
|
1, 9, 11, 13, 14, 18, 19, 20, 22,
24, 27, 28, 31, 35, 40, 44, 47, 56
|
50
|
COSA
EMERGE
DAL
PASSATO?
|
forme
di transizione – evoluzione delle balene – adattamenti alla vita acquatica
e vestigia
|
4, 5, 7, 10, 13, 14, 22, 43, 44, 52,
|
51
|
ESSERE
FICO
|
ciclo riproduttivo del fico – relazione
fico-vespa – adattamenti reciproci e specificità – impollinazione anemofila
e entomofila - co-evoluzione piante-insetti
|
1, 4, 15, 16, 41, 45,
|
52
|
DA
PINNE A ZAMPE
|
pesci del Devoniano e primi tetrapodi – struttura degli arti e funzione – lepidotrichi
e dita – evoluzione e sviluppo –
regolazione genica
|
4,
7, 14, 16, 22, 23, 31, 34, 44, 50,
|
53
|
LA
CODA DEL PAVONE
|
“selezione
naturale” e “selezione sessuale” – dimorfismo - ornamenti sessuali –
corteggiamento – territorialità – monogamia – cure parentali – “strategia”
K e r -scelta femminile – discriminazione percettiva – correlazione maschi-femmine – evoluzione
divergente - processo a cascata – sessualità e socialità – indicatori di
fitness – principio dell’handicap – “fenotipo esteso” – percezione e piacere
– exaptation –
evoluzione e sessualità umana – arte e facoltà mentali – sviluppo cerebrale
– evoluzione culturale – linguaggio – sessualità e socialità negli Hominina
|
1,
3, 15, 16, 41,
|
54
|
DIVENTARE
UOMINI
|
Accrescimento del cervello – qualità cognitive
– uso del fuoco - strumenti e tecnologia – bipedismo - manualità corsa e
lancio – comunicazione e linguaggio – linguaggio verbale – simbolizzazione
e cultura – socialità - neotenia
|
22, 32, 47,
|
55
|
GAY
PRIZE
|
Attrazione sessuale – sessualità: strutture biologiche
e comportamenti – omosessualità – componenti
genetiche – “altruismo” – determinazione
del sesso – sviluppo – componenti
culturali
|
3, 40, 53
|
56
|
OCCHIO
ALLE CODE!
|
Cladogrammi - caratteri primitivi e derivati –
rapporti dinosauri-uccelli – rapporto evoluzione-sviluppo
– regolazione genica e fattori di crescita - plasticità epigenetica – evoluzione di
piumaggio, dita, coda
|
9, 18, 19, 20, 23, 28, 31, 40, 49, 52
|
57
|
UNA
CORSA A OSTACOLI
|
Cancro
e teoria evolutiva: mutazione e selezione – duplicazione differenziamento
specializzazione - epigenetica – mutazione ed ereditarietà – inibizione
della duplicazione – induzione al differenziamento – apoptosi - reazione
immunitaria – reazione infiammatoria - angiogenesi - disseminazione –
influenze ambientali
|
1,
19, 31, 40, 58
|
58
|
IL
PROFUMO DELLE CILIEGIE
|
ereditarietà
dei caratteri acquisiti – Lamarck Darwin Mendel - barriera di Weismann – le
replicazione delle informazioni: DNA – l’impero del DNA – “effetto Baldwin”
– “assimilazione genetica” – eredità di cambiamenti somatici – eredità
epigenetica – autosostentamento - metilazione del DNA – imprinting genomico
|
9, 11, 18, 19, 20, 27, 28, 31, 35, 40, 49, 55, 56, 57,
|
|
titolo
|
argomento
|
collegamenti
|
In blu: dinamica microevolutiva (variazione, selezione,
adattamento, vincoli strutturali, exaptation)
In rosso: storia della vita sulla Terra
In viola: macroevoluzione (speciazione, tassonomia, filogenesi)
In verde: evo-devo (genetica, embriologia)
|