Evoluzione, mutazioni e dinamiche genetiche nelle popolazioni

Evoluzione delle popolazioni

Ad evolversi non è il singolo organismo. La popolazione è la più piccola unità biologica che è in grado di evolversi.

Due individui appartengono alla stessa specie se sono fecondi e danno prole feconda. Significa che gli individui che si accoppiano devono avere dei figli e anche che i figli devono fecondi. (Es. il mulo che è frutto di due specie diverse è sterile).

Ciò che si evolve sono le popolazioni, che sono gruppi di individui che appartengono a una stessa specie e che occupano in un dato tempo una stessa area geografica.

L'evoluzione riguarda più individui, che formano una popolazione; per esempio in una popolazione possono avvenire delle mutazioni che portano all'interno della popolazione a una netta separazione per quanto riguarda le caratteristiche.

Mutazioni e variabilità genetica

La variabilità osservata da Mendel oggi non è altro che una variabilità in termini genetici frutto della riproduzione sessuata e delle mutazioni. Le mutazioni possono essere indotte attraverso agenti chimici, come per esempio le radiazioni e le variazioni brusche di temperature. Poi si hanno anche delle mutazioni spontanee, come per esempio nel DNA e RNA ci possono essere una serie di errori, ovvero delle mutazioni inevitabili, ma sono importanti perché permettono agli organismi di potersi evolvere.

Questi geni sono presenti in cromosomi diversi, quelli di origine materna e quelli di origine paterna, quindi alleli e quindi in un certo locus genico diversi alleli specificano diversi caratteri.

VI sono anche che molti geni che si possono presentare in due o più varianti, un esempio è quellol sistema AB0, dove quel locus genico può essere occupato alternativamente dall'allele A, dall'allele B e dall'allele 0.

Con gli anfibi si ha una doppia respirazione, branchiale e polmonare, infatti "anfibo" significa doppia vita. I rettili possono depositare le uova sulla terraferma, perché il guscio dell'uovo dei rettili protegge l'embrione dalla disidratazione, inoltre hanno un corpo costituito da un epidermide che protegge dalla disidratazione e sono stati i primi animali a conquistare la Terra.

Vi sono anche gli uccelli, dove si registra una caratteristica importante, l'omotermia, ovvero la capacità di mantenere la temperatura corporea costante a prescindere dalle condizioni ambientali. Infine nei mammiferi oltre l'omotermia vi sono anche altre caratteristiche: il cucciolo dei mammiferi ha bisogno dei genitori per un periodo molto lungo, ma la caratteristica dei mammiferi è quella dell'allattazione, ossia la produzione di questo liquido ad elevato calore biologico per l'accrescimento del cucciolo. Sono caratteristiche nuove che permettono di classificare gli organismi in gruppi diversi.

Sono stati trovati anche dei fossili che vengono interpretati come forme intermedie di passaggio dai rettili agli uccelli, cioè sono organismi allo stato fossile che presentano sia caratteristiche dei rettili ma anche caratteristiche degli uccelli. Forme di transizione.

Deriva genetica e popolazioni

Esempio di deriva genetica: Se si analizza una popolazione che ha un certo gene nel 2 %, essa ha una frequenza bassa e se questa popolazione è costituita da pochi individui, per un fatto casuale questi individui vanno incontro a un incidente e vanno incontro alla morte, quest'allele scompare dalla popolazione. Se invece la popolazione è molto grande, ci saranno molti individui che portano quel determinato gene, anche se la frequenza è bassa. Se si verifica un evento naturale casuale non ci sarà la scomparsa di quel determinato gene.

Collo di bottiglia ed effetto del fondatore

Quindi la deriva genetica ha una grande importanza quando si parla di popolazioni molto piccole. E' possibile avere due aspetti importanti, uno chiamato collo di bottiglia e l'altro è l'effetto del fondatore. Si immagini una popolazione come quella dei ghepardi, che per una catastrofe il numero degli individui si riduce drasticamente, quindi da un numero elevato restano pochi individui. Questi individui che restano si incrociano tra di loro e aumenta di nuovo il numero della popolazione, però questo incrocio tra pochi individui comporta un aumento dell'omozigosi, ossia una forte variazione nella sequenza dei geni, delle frequenze geniche, questo tipo di deriva genetica viene chiamata collo di bottiglia, perché si ha per un evento naturale una forte riduzione degli individui di quella popolazione, dopodiché la popolazione aumenta di nuovo, ma con effetto di un elevato grado di omozigosi.

Lo svantaggio dell'omozigosi è che gli individui rispondono alla variazione dell'ambiente tutti allo stesso modo. Per esempio un virus colpisce quella popolazione ed essendoci questo elevato grado di omozigosi, la risposta nei confronti del virus è la stessa per gli individui di quella popolazione. Se questo virus è un virus letale, può portare all'estinzione della popolazione. Se invece la popolazione ha un elevato grado di eterozigosi la risposta è diversa. Ci sono individui che vanno incontro alla morte e ci sono altri che sono resistenti.

L'omozigosi può produrre caratteri vantaggiosi e caratteri svantaggiosi. (Es. allevatore incrocia animali che sono tra loro fratello e sorella per avere un determinato carattere a lui utile)

Il rischio dell'omozigosi è che tutti gli individui sono uguali dal punto di vista genetico, e quindi rispondono tutti allo stesso modo nei confronti di una variazione dell'ambiente.

Invece l'eterozigosi determina la variabilità della risposta, per esempio c'è l'influenza, c'è gente che non si fa il vaccino e comunque non si ammala.

Con il collo di bottiglia si aumenta il grado di omozigosi. Invece l'effetto del fondatore: es. si pensi a un naufragio di una nave, si salvano soltanto pochi marinai e questi pochi marinai si accoppiano. Essi portano alla formazione di una nuova popolazione. La differenza è che questa popolazione, che si è formata da pochi individui, differisce dalla popolazione originaria, per la frequenza degli alleli. Si parla allora di effetto del fondatore, cioè di quei pochi individui che hanno portato alla formazione di una nuova popolazione.