Zoologia - evoluzione

Zoologia: l'evoluzione

Le caratteristiche fondamentali del mondo biologico

Le caratteristiche fondamentali del mondo biologico sono quattro:

• L'unità della vita: confermata dalle somiglianze condivise da tutti gli organismi (es: informazioni trasmesse dagli acidi nucleici).
• Diversità del mondo vivente: numero altissimo di specie diverse, adattate in vari ambienti.
• Adattamenti biologici: testimoniano lo stretto legame organismo/ambiente.
• Storia della vita sulla Terra: fatta di cambiamenti, testimoniati dai resti fossili.

Ciascuna specie è unica, eppure molte sono accomunate da profonde somiglianze. L'informazione genetica è portata dal DNA, l'RNA porta le informazioni per la costruzione delle proteine, che vengono formate sempre da soli 20 aminoacidi. Altre somiglianze biologiche sono condivise solo dai grandi gruppi di organismi (strutture omologhe).

Adattamenti e tassonomia

Esistono diversi adattamenti: adattamenti caratteristici modellati per soddisfare le necessità degli organismi, altri sono funzionali; possono essere sia adattamenti fisici che molecolari. Nel passato, sono avvenute estinzioni di massa che hanno fatto scomparire grandi gruppi di organismi dotati di grande successo evolutivo, permettendo poi la diffusione e l'evoluzione di altri gruppi di organismi sopravvissuti.

L'idea che esistano somiglianze tra organismi è la base della tassonomia, disciplina che ha come finalità la classificazione degli organismi viventi, che ancora oggi avviene secondo la gerarchia di Linneo:

• Regno
• Phylum
• Classe
• Ordine
• Famiglia
• Genere
• Specie

Il concetto di evoluzione

Il concetto di evoluzione e l'idea che l'adattamento fosse sorto per l'azione di forze materiali rivoluzionò il modo di studiare gli organismi: Darwin volle chiarire il concetto che l'evoluzione è una caratteristica del mondo vivente.

• Tutti gli organismi derivano da un antenato comune.
• Il processo di evoluzione si verifica costantemente da una generazione all'altra.

La selezione naturale è il meccanismo che spinge il cambiamento evolutivo. Le osservazioni fatte da Darwin nel suo viaggio furono in stretto rapporto con uno sviluppo delle sue idee; egli ribaltò due concetti con la sua teoria:

• Origini separate di specie immutabili.
• Veduta biologica, o esistenzialista, della natura secondo cui ogni specie possiede un'essenza ideale immutabile.

Inoltre, Darwin fornì moltissime prove per la loro confutazione.

Variabilità, competizione e successo riproduttivo

In tutte le specie che si riproducono sessualmente, i singoli individui differiscono sempre tra loro: variabilità individuale. In presenza di sufficienti risorse, ogni specie è in grado di crescere in modo esponenziale: super fecondità. Le differenze tra individui hanno componente genetica: ereditarietà.

• I. Dato che le risorse non sono infinite, ne consegue una certa competizione (lotta per l'esistenza).
• II. Il successo di tale lotta è in parte determinato dalle caratteristiche degli individui in competizione tra loro; queste caratteristiche sono trasmesse ai discendenti degli individui di maggiore successo: la porzione più ampia della generazione successiva avrà caratteristiche tali da aumentare sopravvivenza e produzione.
• III. Conseguenza di questo processo è un cambiamento di generazioni in generazione della composizione generale e del carattere della popolazione; come risultato della selezione, alcune caratteristiche diventano più o meno prevalenti.

Benché la selezione naturale abbia come oggetto i singoli organismi, ad evolversi sono le popolazioni.

L'origine dei cambiamenti evolutivi

La selezione naturale richiede tempo e non trasforma popolazioni intere in una sola generazione. Il DNA è il materiale dell'eredità, per assicurare una perfetta copiatura esistono enzimi, implicati nella replicazione del DNA, capaci di correggere le bozze del filamento sintetizzato: se avviene un errore nell'appaiamento delle basi, la polimerasi è in grado di rimuovere la base errata e rimpiazzarla con quella giusta (batteri). Negli eucarioti esiste un sistema di riparazione del DNA per excisione, che svolge la stessa funzione. Alcune volte, però, gli errori non vengono scoperti: questa mutazione puntiforme può avvenire a seguito di un errore nell'appaiamento delle basi, di una modificazione od un danno alla base del DNA a causa di agenti mutageni (possono venire mutazioni spontanee del DNA).

Mutazioni e loro conseguenze

Le mutazioni che insorgono in cellule che non sono cellule sessuali sono dette mutazioni somatiche: colpiscono tutte le cellule figlie della cellula mutata, ma non vengono trasmesse alla generazione successiva. Le mutazioni che colpiscono le cellule sessuali sono dette mutazioni della linea germinale e vengono trasmesse alla generazione successiva. Le mutazioni frame-shift prevedono l'aggiunta o la delezione di una base, causando uno spostamento della catena nucleotidica e l'alterazione della sequenza aminoacidica.

Alcune mutazioni possono riguardare il numero e la struttura dei cromosomi e sono tra le più gravi. Ci sono le inversioni, nelle quali un segmento si spezza e si riattacca ruotando di 180°: non viene perso materiale, ma il cromosoma è mutato nella zona invertita. In una traslocazione, un segmento può rompersi e attaccarsi ad un altro cromosoma non omologo.