Zoologia meccanismi e modalità di evoluzione, scienze biologiche

Prove strutture vestigiali Strutture vestigiali: strutture

ereditate da antenati non più

utilizzate, che negli organismi

attuali possono essere mantenute

come “rimanenze” (se esse non

creano particolari svantaggi).

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dell’evoluzione –

Prove prove oggettive Uno degli esempi più

famosi è quello sulla Biston

l’adattamento

betularia:

all’ambiente è stato

indispensabili per la

sopravvivenza di questa

falena. Questo perché

durante la rivoluzione

industriale, in Inghilterra

vennero bruciate altissime

quantità di carbone che

uccisero i licheni sugli

alberi di betulle,

precedentemente bianchi (e

quindi adatti alla

sopravvivenza del tipo

bianco), rendendoli neri (e

Questo è anche un evidente caso di speciazione oltre favorendo quindi il tipo

che di evoluzione, uno dei pochi verificabili scuro).

dall’uomo (poiché generalmente impiegano migliaia 9

di anni a verificarsi).

dell’evoluzione –

Prove prove molecolari Le prove molecolari sono prove

molto più recenti, che permettono la

creazione di alberi filogenetici

confrontando una proteina o una

molecola comune a tutti gli organismi

per testare le somiglianze.

Per far questo, la proteina selezionata

un’emoproteina

è il Citocromo C,

impegnata nella respirazione cellulare

(e quindi comune a tutte le creature).

Grazie a questa similitudine si

possono ricostruire i rapporti

evolutivi fra I vari tipi di organismi.

Per stabilire somiglianze, si possono osservare anche i genomi, che in specie

filogeneticamente vicine sono molto simili (numero e tipo dei cromosomi,

numero di geni, somiglianza stretta nella sequenza del DNA dei vari geni). 10

Preadattamenti

Il processo di preadattamento è la comparsa di un tratto che successivamente avrà

una funzione del tutto diversa. Per Archaeopteryx, infatti, le penne avevano la

funzione di catturare gli insetti mentre correva ad ali spiegate, mentre diventeranno

necessarie al volo solo in seguito; per Oviraptor, ancora, lo stimolo alla cova non

derivava dalla necessità di tenere le uova al caldo, elemento che diventerà

indispensabile negli uccelli, ma dall’istinto di proteggere il nido. 11

–

Quando la selezione naturale non sembra funzionare anemia falciforme

L’anemia falciforme è una malattia del sangue su base genetica dovuta ad un allele

che codifica per l’emoglobina: i globuli rossi circolanti, in condizioni di bassa

tensione di ossigeno o di circolazione lungo i capillari, assumono una forma

irregolarmente cilindrica, spesso ricurva, simile ad una falce.

La maggior parte degli individui ereditano da

entrambi i genitori un gene normale A, e di

conseguenza definiamo questi individui AA.

La loro emoglobina è normale.

Gli individui affetti da anemia falciforme

ereditano da entrambi i genitori un gene

anormale S. Definiamo quindi questi

individui SS. Tutta la loro emoglobina è di

tipo anormale, e per questo motivo i loro

globuli rossi assumono la forma a falce.

Alcuni individui, ereditano invece da un genitore

un gene A, e dall’altro un gene S. Definiamo

quindi questi individui AS. La maggior parte

della loro emoglobina è normale, ma una

percentuale risulta anormale. 12

–

Quando la selezione naturale non sembra funzionare anemia falciforme

L’anemia falciforme è

ovviamente

considerata una

malattia, che però in

un caso permette di

avere un vantaggio:

sul planisfero è

indicata la

distribuzione

equatoriale della

malaria, una malattia

polmonare, che a

causa del trasporto

difficoltoso di

ossigeno da parte dei

globuli rossi, è in

ottima parte

contrastata.

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Tipi di selezione

• Selezione stabilizzante / conservativa: agisce quando vengono selezionati

negativamente gli individui che presentano una espressione estrema di un carattere;

• Selezione divergente / distruttiva: fattori intermedi vengono selezionati negativamente

e sono favoriti i fenotipi estremi (il che porta alla diversificazione di due pools

genetici);

• Selezione direzionale: agisce contro gli individui ad uno dei due estremi della curva

fenotipica e questo fa evolvere la popolazione verso un estremo o un altro. 14

Variabilità

Sulla base di solo un tratto non si può definire una specie. Alcune specie sono

dette specie criptiche e si indicano come “specie nel complesso” poiché non si

è a conoscenza del loro numero. Non si può dire se questi individui siano

tutti di una stessa specie o di specie

diverse riferendosi ad un tratto estetico. 15

Fattori che mantengono e

riducono la variabilità genetica in

una popolazione

• Mutazioni geniche (riguardanti una minima parte del DNA) e cromosomiche

(differenze evidenti);

• Riproduzione sessuata e meiosi;

• Selezione naturale (solo quando favorisce gli eterozigoti) che può aumentare la

variabilità genetica.

• Deriva genetica (effetto collo di bottiglia o effetto fondatore), un aspetto

casuale dell’evoluzione;

• Selezione naturale. 16

–

Deriva genetica effetto collo di bottiglia

L’elefante marino settentrionale è stata Per gli stessi motivi, un caso simile è

una specie quasi completamente stato quello dei leoni del Ngoro-Ngoro:

sterminata per la caccia: casualmente un evento casuale (la caccia) li ha spinti

sono sopravvissuti elementi molto forti ad una quasi totale estinzione, con la

che hanno in breve ripopolato il proprio sopravvivenza di gruppi forti che hanno

territorio. Molti degli alleli della ripopolato, ma con la perdita totale di

popolazione ancestrale però sono andati alcuni alleli.

perduti per via della quasi estinzione.

Un esempio simile è anche quello dell’acromatopsia: gli individui affetti da

questa malattia, a causa di una catastrofe naturale, si sono ridotti ad un numero 17

minimo e riprodotti con la moltiplicazione di questa malattia genetica.

Prove dell’evoluzione

L'effetto del fondatore è un processo che, ad esempio in seguito ad un prolungato

periodo di isolamento, determina lo sviluppo di una nuova popolazione a

partire da un piccolo numero di individui che portano con sé solo una parte

della variabilità genetica della popolazione originale. La nuova popolazione

può quindi differenziarsi sia geneticamente sia fenotipicamente; in particolare,

questo fenomeno può determinare la fissazione di alleli rari, inizialmente

portati soltanto da uno o più individui, con l’effetto di far permanere tali alleli

nella nuova popolazione formatasi.

La nuova popolazione è di norma molto poco numerosa, per questa ragione spesso

mostra una maggiore sensibilità alla deriva genetica anche a causa della scarsa

variabilità genetica, dovuta anche ai numerosi accoppiamenti fra consanguinei.

Provenienti dalla Svizzera, gli Amish della Pennsylvania nel 1770 erano un

gruppo di circa 200 individui; nel 1964 erano aumentati a 8000 con il 7% di

frequenza dell’allele Ellis-van Creveld (portatore di polidattilia ed ereditato da

una coppia per consanguineità) 18