Speciazione e radiazione adattativa, zoologia, scienze biologiche

Impediscono ai membri di due popolazioni di incrociarsi.

• I meccanismi possono essere prezigotici*, fondati principalmente su fattori

comportamentali di tipo stagionale (basati su diversi momenti di maturazione

dei sessi delle due popolazioni); ecologico (diversi ambienti per la

riproduzione); anatomico e fisiologico (la fecondazione interna non è possibile

per la non corrispondenza delle strutture copulatorie).

• I meccanismi possono essere postzigotici, poiché i geni di due specie diverse

possono essere incompatibili, il che porta nel migliore dei casi ad ibridi sterili.

*zigote: cellula formata dalla cellula uovo e dallo spermatozoo 3

Barriere geografiche, isolamento

riproduttivo, speciazione allopatrica 4

Se la barriera geografica viene meno, le due popolazioni tornano a vivere in simpatria.

A causa dell’isolamento, sia per deriva genetica che per selezione naturale, le

differenze genetiche si accumulano, ed il risultato sono:

gameti incompatibili progenie non vitale o sterile 5

Speciazione simpatrica per autoploidia

nelle piante

• Autopoliploide: organismo con più di due corredi cromosomici provenienti dalla

stessa specie. Quando si ha questo caso, frequente per le piante, se tutto il corredo

cromosomico si raddoppia, significa che c’è stato un errore nel processo di meiosi.

Speciazione simpatrica per

allopoliploidia nelle piante

• Allopoliploide: organismo che possiede più di due corredi cromosomici provenienti

da specie diverse. Meccanismo di speciazione comune nelle piante.

Negli animali la speciazione simpatrica può essere legata a diverse caratteristiche

comportamentali o ecologiche (es: le femmine cercano un maschio simile a loro

per colore). 6

Effetti dell’isolamento

riproduttivo nel tempo

genere Flusso genico

specie impossibile

sottospecie Flusso genico possibile

razze geografiche

popolazioni Inizio barriera

popolazione

ancestrale singola 7

Segregazione su base

comportamentale

Segnali di corteggiamento luminosi da Diversi displays del Granchio

parte dei maschi di varie specie violinista (gen. Uca) per corteggiare la

simpatriche di Lampiridi (lucciole). femmina e attirarla nella tana. 8

Specializzazione dell’apparato

copulatore Apparato copulatore

maschile di quattro specie

simpatriche del gen.

Branchioria (millepiedi).

Organi riproduttivi di

Araniella opistographa (a

sinistra) e di Thomisus

ornatus (a destra). 9

Segregazione su base temporale

isolamento riproduttivo in simpatria 10

RADIAZIONE ADATTATIVA 11

La radiazione adattativa è una diversificazione evolutiva di numerose nuove

specie che derivano da un antenato comune, in un periodo di tempo

relativamente breve. Si verifica dove ci sono opportunità ecologiche o dove si

l’estinzione dei dinosauri per catastrofe

libera una nicchia ecologica (es:

naturale ha liberato una nicchia ecologica). Darwin sosteneva che

esistessero una grande

quantità di specie e molti

processi di speciazione.

Egli si occupò per molto

tempo dello studio dei

carapaci delle testuggini

marine dell’arcipelago

delle Galapagos, ma

questo principio valse, e

vale tutt’ora, anche per

tutti gli altri arcipelaghi

marini e per altri individui

come i fringuelli. 12

I fringuelli delle Galapagos sono altrettanto fondamentali per gli studi

sull’evoluzione, poiché si osservò che ne esistevano 14 specie diverse con

sostanziali differenze nella forma del becco (poiché su ogni isola i fringuelli

trovavano cibo diverso, per il quale avevano bisogno di un tipo di becco

particolare): i processi adattativi portarono ad una migrazione dalla terra ferma

all’isola di una certa specie iniziale, e successivamente, una volta

diversificatasi, il processo migratorio si espanse da un’isola all’altra,

diversificando ancora le specie formatesi.

Altri famosi casi di radiazione adattativa si ritrovano nelle isole Hawaii, ma in

generale gli arcipelaghi hanno più tendenza a favorire ambienti diversi ai quali

una certa specie si adatta, trasformandosi in un’altra. 13

I PESCI CICLIDI DEL LAGO VITTORIA

I pesci Ciclidi del Lago Vittoria costituiscono un caso davvero particolare di

evoluzione e speciazione: in questo lago infatti, si troverebbero almeno 500

specie di Ciclidi, quando il numero totale di esse in tutti i laghi africani è 1700

(circa il 10% dei pesci attuali).

Grazie all’analisi del DNA si è riscontrato che questi pesci derivano tutti da un

antenato comune. La cosa incredibile che fa avere un’idea della velocità con

cui è avvenuta questa speciazione è che il Lago Vittoria è un lago

giovanissimo, secco solo 12500 anni fa. Questo processo può essersi articolato

nel seguente modo:

1-2 specie nuovi habitat, simpatria, 200-500 specie

iniziali, allopatria selezione e competizione,

adattamento, specializzazione,

deriva genetica diversificazione 14

I PESCI CICLIDI DEL LAGO VITTORIA

Si pensa che una spiegazione

possibile a questo processo,

avvenuto in reale mancanza di

segregazioni spaziali ed

ecologiche (a volte poche

centinaia di metri), sia data dal

possibile ruolo dominante

della selezione sessuale. È

stato visto infatti che le

femmine di Ciclidi tendevano

a scegliere per la riproduzione

maschi con la loro stessa

livrea, il che ha probabilmente

dato vita a tutta una serie di

specie diverse che poi hanno

convissuto nello stesso

ambiente e dato vita ad altri

tipi. 15