Appunti Biologia animale ed Etologia, Prof Tricarico

2. LE POPOLAZIONI CRESCONO MA RIMANGONO PIÙ O MENO COSTANTI IN

TERMINI DI NUMERO DI INDIVIDUI

Se tutti i figli sopravvivessero la terra sarebbe sommersa da queste specie, invece que-

sto non accade, perché rimangono costanti in termini di numero nel tempo. Ci sono dei

fattori che intervengono per mantenere costante la popolazione, come: la competizione

per il cibo, la predazione e le malattie.

3. LE CARATTERISTICHE DEI MEMBRI DI UNA STESSA SPECIE VARIANO (in ter-

mini di colore, forma, taglia o comportamento).

Le variazioni (cioè le mutazioni) sono casuali e possono essere più o meno utili a un

individuo per la sopravvivenza.

4. ALCUNE CRATERICHE SONO EREDITARIE E QUINDI TRASMESSE ALLA GENE-

RAZIONE SUCCESSIVA.

Alcuni caratteri ereditari sono piuttosto evidenti negli esseri umani, ad esempio: colore

degli occhi, o altri meno evidenti, come il gruppo sanguigno.

Da queste osservazioni Darwin trasse 2 conclusioni: 42

1. TUTTI GLI ORGANISMI SONO IMPEGNATI NELLA LOTTA PER LA SOPRAVVI-

VENZA

2. ALCUNI INDIVIDUI SONO MEGLIO ADATTATI AL PROPRIO AMBIENTE RI-

SPETTO AD ALTRI.

Quindi gli individui più adattati al proprio ambiente hanno maggiori possibilità di soprav-

vivere e di riprodursi. Per questo le loro caratteristiche, che risultano vincenti, vengono

trasmesse ai figli e resistono nel tempo. Gli individui meno adattati non sopravvivono

abbastanza per riprodursi.

TEORIA DELL’EVOLUZIONE PER LA SELEZIONE NATURALE DI DARWIN:

Darwin concluse che la selezione naturale poteva spiegare come gli organismi cambiano

gradualmente nel tempo ed evolvono in nuove specie. Dopo un periodo di tempo sufficien-

temente lungo, la selezione naturale porta a un accumulo di cambiamenti tali da differen-

ziare i gruppi di organismi.

Le popolazioni delle isole sono rimaste isolate; sono però avvenute mutazioni casuali in ogni

isola. Tali specie si sono accumulate e hanno portato alle diverse specie.

insieme la teoria dell’evoluzione per selezione

Darwin e Alfred Russel Wallace presentano

naturale nel 1858, ma nel 1859 Darwin pubblica l’ORIGINE DELLA SPECIE. Questo libro

dell’epoca, dove

stravolse la comunità scientifica dominava il creazionismo, il catastrofismo

e il fissismo.

Darwin ebbe delle difficoltà a far accettare la sua teoria, perché era difficile da provare. Altri

scienziati all’epoca volevano che Darwin spiegasse come gli individui riescono a trasmettere

i propri caratteri ai figli. Per questa ragione Mendel mandò i suoi scritti a Darwin, che però

non li considerò. I risultati e le conoscenze genetiche accumulate dai tempi di Darwin a oggi

hanno fornito le evidenze necessarie a sostenere e ampliare la teoria di Darwin.

Alcune prove a favore della teoria evolutiva furono:

• Presenza di strutture omologhe che derivano da strutture presenti in un antenato

comune. con un’origine comune,

Le strutture omologhe, (ad esempio, gli arti che si sono evo-

luti nei pesci) sono diverse dalle analoghe (ad esempio ali di farfalle, uccelli ecc) con

un’origine diversa.

• La biogeografia, cioè la presenza di particolari piante e animali nelle diverse regioni

del mondo.

• Lo studio dei reperti fossili, che mostrano specie vissute nel passato e oggi scom-

parse.

i fossili possono rivelare la successione delle antiche forme di vita. Indicano che gli

organismi più semplici si trovano negli strati rocciosi più antichi e quelli più complessi

negli strati recenti.

In questo ambito interviene la BIOGEOGRAFIA, che studia la distribuzione nello spazio e

nel tempo degli organismi viventi e passati e le cause che la determinano. Anche i FOSSILI

possono essere molto utili, perché possono rivelare la successione delle antiche forme di

vita. Indicano che gli organismi più semplici si trovano negli strati rocciosi più antichi e quelli

più complessi negli strati più recenti. Sono stati molto rivalutati. 43

L’evoluzione è lenta, ma non sempre, ci sono di evoluzione “veloce”:

anche altri esempi

• Esistono fenomeni evolutivi, che si svolgono su piccola scala, e si concludono in

tempi relativamente brevi dal punto di vista geologico, sono noti come MICROEVO-

LUZIONI.

• La selezione artificiale è un esempio (anche se è l’uomo che la opera)

ESEMPIO: FARFALLA BISTON BETULARIA

La falena chiara, si posava sui tronchi ricoperti da licheni, dove la colorazione la rendeva

quasi visibile.

Nel 1845, nel centro industriale di Manchester, però, viene trovata una falena di colore

scuro. Con l’industrializzazione dell’Inghilterra la fuliggine copriva le piante, uccidendo i li-

cheni e lasciano nudi i tronchi degli alberi.

Nelle regioni inquinate i licheni muoiono, i tronchi diventano neri per la fuliggine e le falene

chiare, sono troppo visibili su uno sfondo nero dal predatore. Diventano così sempre più

rare le falene bianche. 5 anni dopo la scoperta della prima falena di colone scuro, nel 1850,

si trovavano poche falene chiare, la maggior parte era di colore scuro.

e l’adattamento

Il ciclo vitale delle falene è molto veloce, per questo il passaggio sono stati

molto veloci.

Le falene nere erano già presenti, però poco diffuse, perché non erano state favorite dalla

selezione naturale e dalle caratteristiche dell’ambiente.

Con la lotta all’inquinamento poi, però, la fuliggine si ridussero, riapparvero i licheni e ritor-

narono le falene di colore chiaro.

ESEMPIO: RESISTENZA AD INSETTICIDI ED ANTIBIOTICI

Il DDT inizialmente era molto efficace, ma poi venne abbandonato per la tendenza ad ac-

cumularsi nell’ambiente e per l’aumento dei ceppi resistenti. Gli insetticidi tendono a sele-

zionare i ceppi di insetti più resistenti.

Stessa cosa accade con gli antibiotici, che poi risultano inefficaci. L’uso prolungato può ren-

dere più difficile combattere alcuni tipi di batteri.

Esistono DIVERSE TIPOLOGIE DI SELEZIONE NATURALE:

• Secondo Darwin gli animali che sopravvivono sono favoriti da piccole ma vantaggiose

variazioni con cui meglio si adattano all’ambiente in cui vivono. Questo processo di

resistenza è la SELEZIONE NATURALE IN GENERALE. Agisce sul FENOTIPO,

cioè l’insieme di caratteri morfologici, fisiologici e comportamentali. Il GENOTIPO in-

vece è molto più complesso e variegato, quindi difficilmente modificabile, perché non

è visibile apparentemente.

• comporta l’eliminazione

La SELEZIONE STABILIZZANTE: degli individui con carat-

teri estremi: tende a ridurre una certa variabilità favorendo i caratteri intermedi.

Ad esempio, negli storni la percentuale di sopravvivenza aumenta all’aumentare del

numero di uova, ma solo fino a 5, dopo diminuisce per insufficiente nutrizion; quindi

si tenderà a portare il numero di uova a 5. 44

• favorisce l’aumento delle caratteristiche estreme di

La SELEZIONE DIVERGENTE:

una popolazione a spese delle forme intermedie. Ad esempio, per il mimetismo, un

animale può essere o di un colore o del colore opposto, senza forme intermedia.

• La SELEZIONE DIREZIONALE agisce per aumentare la proporzione di individui con

una caratteristica fenotipica peculiare ed estrema che tenderà a sostituirsi nella po-

polazione ad alcuni caratteri. Alcuni esempi solo la resistenza gli insetticidi o il caso

della falena che cambia colore a seconda dell’ambiente inquinato o meno.

• La SELEZIONE BILANCIATA descrive come si mantiene la variabilità dei caratteri

all’interno della popolazione.

Si può creare una situazione di POLIMORFISMO in cui coesistono due o più forme

fenotipiche in equilibrio costante nel tempo.

Altrimenti si può avere un modello particolare di selezione bilanciata: la SELEZIONE

A FREQUENZA-DIPENDENTE nella quale aumentano i fenotipi meno comuni e si

riducono quelli comuni se necessario; si ha quindi un equilibrio.

Ad esempio, nei salmoni ci sono dei maschi piccoli e veloci o maschi forti fisicamente.

Queste due forme coesistono sempre, altrimenti ci sarebbe troppa competizione.

• La SELEZIONE SESSUALE è un tipo particolare di selezione naturale che ascisse

sulle caratteristiche determinanti per il successo riproduttivo. Prevede una competi-

zione per l’accoppiamento nella quale la femmina può scegliere il maschio; i maschi

invece puntano solo alla riproduzione. cioè l’in-

La selezione sessuale è la causa principale del DIMORFISMO SESSUALE,

sieme di differenze tra maschi e femmine di una specie. La FITNESS misura la ca-

L’obiettivo dei

pacità di un fenotipo di essere trasmesso alla generazione successiva.

maschi è quella di trasmettere il proprio fenotipo, per questo vi è grande competizione

tra esseri umani.

ADATTAMENTO: è un processo evolutivo che produce organismi più capaci di sfruttare le

risorse dell’ambiente in cui vivono, quindi di sopravvivere.

Un esempio di adattamento molto importante è il MIMETISMO. La sua forma più classica è

detta MIMETISMO CRIPTICO.

Altre TIPOLOGIE di MIMETISMO sono:

• MIMETISMO MULLERIANO: dove i colori particolari che vengono assunti dagli ani-

mali sono per avvertire i predatori della loro tossicità. Per esempio, api, vespe e ca-

labroni hanno colori APOSEMATICI.

• MIMETISMO BATESIANO: quando animali non tossici, non velenosi presentano co-

L’imitatore riesce a sfuggire al predatore,

lorazioni simili a quelle di specie pericolose.

quando l’imitazione è rara. Un esempio importante si ha con

ma questo funziona solo

gli animali che assumono le colorazioni delle vespe.

COEVOLUZIONE: Se le popolazioni di due o più specie interagiscono tanto da costituire

l’altra, si verificano adattamenti simultanei che culmi-

ognuna un forte fattore selettivo per

“coevoluzione”. l’interazione preda-pre-

nano in un processo detto di Il classico esempio è

datore. Il predatore svilupperà sempre processi che aiutano alla cattura, la preda svilupperà

processi necessari per la sopravvivenza.

che il fiore dell’orchidea

Un esempio di coevoluzione è quello con lo stesso odore della

femmina di un particolare insetto. 45

IL PROCESSO DI SPECIAZIONE

Con SPECIAZIONE si intende

• la divergenza di una specie in una o più specie;

• oppure la trasformazione di una specie in una nuova specie nel corso del tempo.

Lo studio dei processi evolutivi che avvengono a livello di specie si chiama MACROEVO-

LUZIONE.

Il PROCESSO DI SPECIAZIONE avviene in diversi modi:

• EVOLUZIONE CONVERGENTE: La selezione naturale può portare alla formazione di

specie che, pur non essendo impa