Zoologia - le popolazioni naturali

Pantera tigris altaica, tigre siberiana

ad esempio, è suddivisa in

8 diverse sottospecie che

vivono in regioni

geografiche differenti

• Ad esempio: La Pantera

tigris altaica, è la tigre

siberiana,

• La Pantera tigris

bengalensis quella

dell’India orientale,

• Pantera tigris sumatrae è la Pantera tigris bengalensis tigre del bengala

tigre indonesiana…..

• Purtroppo alcune di queste popolazioni si

sono già estinte (La tigre del Caspio P.

tigris caspica), quella di Giava (P. tigris

javanense), quella di Bali (P. tigris

balinense), mentre altre popolazioni

• sono costituite da un numero di individui

che va poche decine a poche centinaia e

sono quindi a rischio di estinzione.

Esempi di popolazioni naturali

La balena franca (Eubalaena glacialis) (C etatcei,

Misticeti)

• La balena franca è attualmente

strutturata in 2 popolazioni con

areali completamente separati:

una vive nell’emisfero

settentrionale e l’altra in quello

meridionale

•La balena franca settentrionale è

una delle popolazioni di grandi

balene maggiormente a rischio.

La balena franca (Eubalaena glacialis) (C etatcei, Misticeti)

La popolazione settentrionale Eubalaena

glacialis glacialis è composta da circa

300 individui è considerata a rischio di

estinzione. Negli ultimi anni, sulla base

di indicazioni ricavate da ricerche

Demografiche, si cerca di aumentare le

probabilità di sopravvvienza di questa Eubalaena glacialis popolazione

popolazione (Fujiwara & Caswell. settentrionale

Demography of endangered North

Atlantic right whale. Nature 414, 2001).

La popolazione meridionale

Eubalaena glacialis australis,

composta da alcune migliaia di

individui non è cosiderata a rischio

di estinzione Eubalaena galcialis popolazione meridionale

Esempi di popolazioni naturali

Popolazioni del serpente Elaphe obsoleta

(Stati Uniti occidentali)

Popolazioni di Urodeli ( )

Ensantina eschscholtzii

della Caifornia meridionale in atto. Le

Speciazione

popolazioni di Ensantina

eschscholtzii formano un anello

geografico intorno alla Central

Valley, Ca. Lungo tutto l’anello,

le popolazioni adiacenti,

differenziate, sono

interfeconde; le due

popolazioni (sottospecie

Ensantina e. eschscholtzii

ed E. e. klauberi) che si

sovrappongono all’estremo

inferiore dell’anello sono

riproduttivamente isolate.

Queste due popolazioni

sarebbero riconosciute

come appartenenti a specie

diverse se si estinguessero

le popolazioni intermedie

che le collegano.

MA QUALI SONO I FATTORI CHE

PORTANO ALLA FORMAZIONE

DELLE POPOLAZIONI?

Condizione indispensabile

per la formazione delle

popolazioni è:

L’ISOLAMENTO

RIPRODUTTIVO

Non è necessario che l’isolamento riproduttivo tra

popolazioni sia totale, è sufficiente che lo scambio

genetico tra i gruppi di individui che diventeranno

popolazioni sia ridotto (di solito una soglia del 5% di

scambio genico è considerata il limite perché due

popolazioni rimangano distinte)

Il processo che porta alla formazione

delle popolazioni è la microevoluzione. Una barriera naturale

può isolare due gruppi di individui che si evolveranno

separatamente e si differenzieranno in popolazioni

geneticamente distinte

le popolazioni rimangono interfeconde e possono sempre fondersi se le barriere che le

separano spariscono.

legge dell’equilibrio di

Hardy-Weinberg

In un gruppo (popolazione) di animali

estremamente ampio che:

1. Vive in un ambiente completamente isolato (non

avvengono emigrazioni o immigrazioni).

2. In cui ogni individuo ha la stessa probabilità di

riprodursi con qualunque altro (panmixia)

3. In cui non avvengano mutazioni

4. Su cui la selezione naturale non agisca

Le frequenze degli alleli rimangono costanti

Le frequenze dei genotipi sono uguali al quadrato della somma delle

frequenze di 2 alleli: (p+q) = p + a + 2pq = 1

2 2 2

In natura questo NON SUCCEDE!

Al contrario agiscono dei

fattori che fanno evolvere gruppi di organismi in subunità

geneticamente distinte (popolazioni) modificandone le

frequenze alleliche:

IMMIGRAZIONI

MUTAZIONI

SELEZIONE NATURALE

DERIVA GENETICA

•La deriva genetica è un fenomeno casuale per cui

un piccolo gruppo di individui tenderà, generazione

dopo generazione, ad allontanarsi dalle frequenze

alleliche originarie e a perdere alcuni degli alleli più

rari.

L’effetto del fondatore è un caso di deriva

genetica per cui, quando da una grande

popolazione si distacca un gruppo più piccolo

di individui, è estremamente improbabile che

questo gruppo mantenga le stesse frequenze

alleliche e gli stessi alleli rari della popolazione

originale.

Frequenze dell’allele codificante per il gruppo sanguigno B nell’uomo.

Questo allele è più comune a Est e diviene progressivamente più raro

verso Ovest. L’allele potrebbe essersi originato a Est per poi diffondersi

tra popolazioni geneticamente contigue.

Non vi è un vantaggio selettivo associato a questo allele e i suoi

cambiamenti in frequenza sono probabilmente associati a deriva

genetica, fenomeno completamente casuale.

Un esempio di

“Deriva

genetica”:

L’allelee del

gruppo

sanguigno B nel

continente

Euroasiatico

• Le popolazioni sono unità

evolutive e (quindi) unità genetiche

distinte (differiscono tra di loro per le

frequenze alleliche).

• Esistono metodi per stimare la

similarità e la distanza genetica tra

popolazioni sulla base delle loro

frequenze alleliche.

Indice di Identità (e Distanza) genetica

(di Nei)

Σa √Σa Σb

I = b /

• 2i 2i

i i

• Dove a (a a e b (b b ) indicano la frequenza di un allele nella

1 2 … n) 1 2.. . n

popolazioni A e B rispettivamente. (Bisogna esaminare molti loci poliallelici

per ogni popolazione).

• Ad esempio se l’allele in questione ha una frequenza 1 (del 100%) in

entrambe le popolazioni, allora I = 1x1 /√1 x 1 = 1/1 = 1

2 2

• le due popolazioni hanno una completa identità genetica (per il locus

esaminato)

• Se al contrario l’allele ha frequenza 0 in una popolazione e frequenza 1

nell’altra: I = 0x1 /√0 x 1 = 0/1 = 0

2 2

• Le due popolazioni sono completamente differenti (per il locus esaminato).

• La Distanza genetica D è data da: D = -ln I

• I valori di D sono compresi tra 1 (le popolazioni sono completamente

differenti ) ed 0 (le popolazioni sono identiche per la frequenza degli alleli

esaminati).

Le popolazioni hanno una storia diversa

l’una dall’altra: ogni popolazione possiede

pertanto caratteristiche differenti da quelle

delle altre popolazioni.

Una popolazione è infatti caratterizzata da:

• Una propria abbondanza, densità, struttura

spaziale

• Una propria struttura sessuale e riproduttiva

• Una propria struttura di età e propri tassi di

accrescimento

Una popolazione occupa una parte del territorio,

ha una sua densità ed una sua distribuzione.

Distribuzione

spaziale di una

popolazione di

arvicola

(Clethrionomys

in Russia

glareulus) Distribuzione della pecora

di montagna ( Ovis

Anche gli Home range degli ungulati sono ) in California

canadensis

differenti in popolazioni differenti…

Popolazioni di aree geografiche differenti possono

presentare modalità di riproduzione differenti

Alcyonium digitatum

Popolazioni sessuate in

Mediterraneo e asessuate nel

Nord Atlantico. Cervus elaphus

Popolazioni con sex ratio (rapporto tra sessi)

differenti

Popolazione dell’Isola di Rhum (UK) in cui la caccia ha ridotto

il numero di maschi alterando la sex ratio

Popolazioni di corallo rosso (Corallium rubrum, Gorgonacea,

Octcorallia) di differenti aree mediterraneee mostrano differenti

strutture di età (e di taglia). Le popolazioni hanno storie differenti:

quelle in b1 e a2 hanno subito un forte prelievo. La popolazione in b2

vive in un’Area Marina Protetta da diversi anni. La struttura di età in a1

si riferisce ad una popolazione esaminata nel 1984.

Rosas

Il concetto di popolazione ha

implicazioni molto importanti per la

conservazione

• Una popolazione deve essere capace di

autoriprodursi indefinitamente; deve cioè

essere indipendente da scambi con altre

popolazioni (autosufficiente) ;

• E’ quindi una “unità di gestione” che va

tutelata indipendentemente dalle altre

popolazioni della stessa specie.

E’ molto importante nelle reintroduzioni e

nei ripopolamenti che spesso vengono

effettuati per la caccia o per la pesca che

gli individui immessi nell’ambiente

appartengano alla stessa popolazione

autoctona (in tutti i casi in cui ciò sia

possibile).

Le Danesi delle Marche

Salmo trutta

I ripopolamenti effettuati sui torrenti delle Marche per la trota fario (la specie

autoctona italiana), ad esempio, sono stati erroneamente realizzati

utilizzando esemplari provenienti da allevamenti danesi che hanno

soppiantato la popolazione locale.

La maggior parte delle trote fario marchigiane appartengono attualmente alla

stessa popolazione di quelle Danesi! (Caputo et al. 63° Congresso UZI

2002) Cinghiale (Sus scrofa)

Per le reintroduzioni a scopo

venatorio in Italia sono stati

utilizzati cinghiali

provenienti da popolazioni

dell’Europa centrale che

hanno dimensioni, esigenze

alimentari, tasso di

accrescimento molto più

elevati rispetto a quelli della

popolazione autoctona

italiana. Questa popolazione,

adattata ad ambienti più

poveri di risorse è stata

completamente soppiantata.

Il settore dell’ecologia che studia le

popolazioni si chiama Demografia

• Nata alla fine del

‘700 per lo studio

delle popolazioni

umane, la

demografia ha

sviluppato strumenti lo studio della dinamica delle

e metodi popolazioni a rischio di

estinzione è uno strumento

rapidamente indispensabile per assicurare la

applicati alle loro sopravvivenza.

popolazioni animali. (Dobson, Biodiversity and

Conservation 1999)

furetti

di

Numero 1982 1983 1985

1984

M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D

Le popolazioni di piccole dim