Fondamenti di scienze ambientali 2/3

Effetto della deriva genetica sulla frequenza degli alleli

Se un allele in tutte le popolazioni, per piccole popolazioni, nel punto zero ha una frequenza di 0,5 nel corso delle generazioni per effetto della deriva, la frequenza di questo allele fluttua, e possiamo avere due esiti, ossia in alcune popolazioni l'allele raggiunge la fissazione ossia la frequenza del 100%, mentre in altri casi abbiamo l'esito opposto scompare, quindi l'allele viene perso dalla popolazione raggiungendo lo 0%.

Questo effetto è tanto più forte quanto è piccola la dimensione della popolazione. Quindi un effetto negativo della deriva è quello di ridurre la variabilità genetica nella popolazione, tende a rendere o gli individui più simili (tutti hanno la stessa variante genica) o far perdere variabilità genetica perdendo varianti.

Esistono due varianti della deriva genetica:

1. Deriva genetica - Collo di bottiglia: si riferisce ad una drastica riduzione della popolazione. Può ridurre la variabilità.

genetica all'interno delle popolazioni

Gran parte della popolazione viene eliminata e chi resta è caratterizzato da frequenze geniche diverse rispetto a quelle di partenza, quindi si ha una differenza nel grado di polimorfismo, di variabilità nella popolazione.

Generalmente tendono a scomparire gli alleli rari che contribuiscono alla variabilità della popolazione, alleli che se pur rari potrebbero essere varianti fondamentali nel momento in cui le condizioni cambiano.

Deriva genetica - Effetto del fondatore

Perdita di variabilità genetica che si verifica quando un subset di individui di una popolazione colonizza una nuova area. Il pool genetico della nuova popolazione avrà una diversità ridotta rispetto alla popolazione da cui proviene.

Quali effetti ha la deriva genetica?

1. Determina fluttuazioni all'interno delle popolazioni che possono portare alla perdita o alla fissazione di varianti alleliche.

L'effetto è la riduzione

della variabilità genetica. 2- Causando la fissazione o la perdita di alleli, determina una riduzione della variabilità genetica all'interno delle popolazioni. 3- Agendo per solo effetto del caso, può far aumentare in frequenza alleli che sono deleteri. 4- Può aumentare il grado di differenziamento tra popolazioni attraverso la fissazione di alleli diversi. Il flusso genico è la terza forza, e si verifica quando individui di una popolazione si spostano in un'altra popolazione. Questo avviene non solo con il movimento degli individui, ma soprattutto con il movimento dei geni e delle varianti da una popolazione all'altra. Il flusso genico è legato al movimento dei geni da una popolazione all'altra. Questo processo determina un cambiamento locale delle frequenze alleliche della popolazione, poiché quando gli individui arrivano e si riproducono, possono alterare le frequenze alleliche e introdurre nuove varianti. Questo processo dipende chiaramente dal

tasso di migrazione degli individui, che può dipendere da fattori climatici, antropici quindi si può parlare di trasporto passivo oppure attivo se gli individui si muovono autonomamente.

Quali effetti ha il flusso genico?

Da un lato lo possiamo considerare una forza coesiva che tende a rendere più simili le popolazioni fra di loro, quindi avvicina gli individui che possono scambiarsi varianti genetiche rendendoli più simili.

Dall'altra parte il flusso genico può essere un importante fonte di variabilità, attraverso questo fenomeno possono muoversi varianti vantaggiose, potenzialmente adattative alla selezione naturale.

Ultima forza è rappresentata dalla selezione naturale. Darwin ha rivoluzionato il modo di vedere i sistemi ambientali e le loro mutazioni, è a lui che dobbiamo l'intuizione e l'elaborazione della teoria dell'evoluzione per selezione naturale.

Come avviene la selezione naturale?

Un esempio è rappresentato dalla resistenza ai

composti biocidi, questo fenomeno che consiste nella capacità della popolazione di evolvere una insensibilità nei confronti di composti come fungicidi, insetticidi etc è un esempio di evoluzione per selezione naturale. Ma come avviene? Se abbiamo una popolazione di individui che sono totalmente sensibili, che cosa può succedere? Succede che questa popolazione nel caso della resistenza debba essere controllata, quindi mettiamo in campo delle azioni di controllo tipo di questi organismi che possono essere dannosi, quindi inizieranno i trattamenti, che rappresentano la pressione selettiva (il contesto cambia e quella popolazione è soggetta all'azione di una pressione, introduzione di sostanze tossiche) che cosa succede alla popolazione? Poiché sensibili gli organismi moriranno, ma non tutti possono morire perché hanno un diverso grado di tolleranza e quindi possono essere in grado di sopravvivere, questi saranno quelli che contribuiranno allegenerazioni successive, qui possono insorgere delle mutazioni per eventi casuali, e in seguito a mutazioni possono comparire varianti in grado di resistere a quel determinato composto tossico. Si modificano quindi le sequenze alleliche all'interno della popolazione, prosegue la pressione selettiva all'interno di quel contesto, quindi i trattamenti continuano, e cosa succede? Gli individui sensibili continuano a morire sotto la pressione e il resistente invece sopravvive, questi ultimi contribuiscono alle generazioni successive e la frequenza di quella variante resistente aumenta in quella popolazione. Selezione direzionale si realizza quando la selezione va a favorire un estremo della variazione di un determinato tratto, possiamo descrivere la distribuzione di un determinato tratto all'interno della popolazione attraverso una curva. La selezione direzionale va ad agire su una coda di quella variazione: un esempio è dato dai fringuelli delle isole Galapagos dove la

Curva evidenzia la distribuzione del tratto all'interno della popolazione relativa alle dimensioni del becco, abbiamo individui con becco grande e altri con becco piccolo e anche dimensioni intermedie negli individui che compongono queste popolazioni, questo va a determinare anche un diverso comportamento trofico relativo all'alimentazione.

Mentre in passato tutti trovavano le risorse per poter vivere ma con le condizioni ambientali che cambiano si ha una drastica riduzione delle risorse, in particolare modo scarseggiano i semi di piccole dimensioni e si ha come conseguenza una riduzione della popolazione con una maggiore mortalità negli individui con il becco piccolo.

Si osserva uno spostamento di quel tratto verso un estremo di quella curva, ossia verso l'estremo che è favorito dalla selezione naturale, ossia la caratteristica a becco grande.

Selezione disruptiva è quel tipo di selezione che va a favorire entrambi gli estremi a discapito del fenotipo.

intermedi del parassita. I predatori del parassita, invece, sono attratti dalle gallenel momento in cui queste si rompono e rilasciano gli stadi intermedi. In questo caso, la selezionestabilizzante favorisce gli individui con una produzione di galla moderata, in quanto una produzioneeccessiva attirerebbe troppi predatori, mentre una produzione troppo scarsa non garantirebbe lasopravvivenza degli stadi intermedi del parassita. In conclusione, la selezione stabilizzante favorisce i fenotipi intermedi, mentre la selezione direzionalefavorisce i fenotipi estremi. Entrambe le forme di selezione sono importanti per il mantenimento dellavariabilità genetica all'interno di una popolazione e per l'adattamento agli ambienti in continuaevoluzione.

immaturi di questi organismi, il parassita a suavolta è preda di vespe e uccelli le cui preferenze esercitano un’azione di selezione stabilizzante a carico della dimensione delle galle, le vespe predano di più le galle piccole mentre gli uccelli predano di più le galle grandi, quindi il fenotipo intermedio è quello che risulta avvantaggiato.

Vera lezione 15 stessa specie

Come abbiamo visto una popolazione è un gruppo di individui della che vivono in una medesima area geografica e interagiscono l’uno con l’altro. Ma cosa è una specie?

Le specie costituiscono l’unità di base della classificazione biologica anche se non c’è un accordo comune tra i biologi nella definizione di il dibattito è legato al fatto che le specie in sé non esisterebbero ma sarebbero un artefatto dell’uomo, una classificazione impostata dall’uomo stesso, contro coloro che credono che le specie siano invece un

dato di base nella popolazione. Questa variazione può essere dovuta a diversi fattori, come ad esempio l'ambiente in cui vivono, l'interazione con altri organismi o le mutazioni genetiche. Negli ultimi anni, con l'avanzamento delle conoscenze scientifiche e tecnologiche, sono stati proposti nuovi concetti di specie. Ad esempio, il concetto di specie biologica si basa sulla capacità degli organismi di riprodursi tra loro e generare prole fertile. Questo concetto tiene conto anche delle relazioni filogenetiche, cioè dell'evoluzione e della storia comune degli organismi. Altri concetti di specie, come quello ecologico o quello morfologico, si basano rispettivamente sulle interazioni degli organismi con l'ambiente circostante o sulle caratteristiche morfologiche degli individui. In conclusione, il concetto di specie è stato oggetto di studio e dibattito nel corso dei secoli, e diverse definizioni sono state proposte. Ogni definizione ha i suoi vantaggi e limiti, e la scelta del concetto da utilizzare dipende spesso dal contesto e dagli obiettivi della ricerca.

individuale all'interno di una popolazione. Quindi una esclusiva definizione di specie è molto difficile da trovare, perché si dovrebbero mettere insieme tutte le esigenze dei sistemi che si studiano.

Concetto biologico di specie

Tuttavia ha ricevuto ampio consenso ilIl quale fu proposto da Dobgiansky e poi fu ripreso da Mayer il quale lo rese popolare negli anni '40 gruppi di popolazioni naturali, realmente o potenzialmente interfecondi e.

Definì le specie come riproduttivamente isolati da altri gruppi analoghi.

Realmente: considera popolazioni che coesistono in una data area e sono effettivamente interfecondi.

Potenzialmente: fa riferimento a popolazioni che non coesistono nella stessa area ma nel momento in cui si incontrassero non c'è nulla che faccia pensare che non possa esserci un discorso di interfecondità.

Perciò individui appartenenti alla stessa specie possono accoppiarsi e riprodursi.

Questo significa che una specie è un pool.

genico che