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Evoluzione secondo Darwin, Dispense di Biologia

L’evoluzione della specie, Darwin

Tipologia: Dispense

2024/2025

Caricato il 29/09/2025

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hqnxak0 🇮🇹

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L’EVOLUZIONE E L’ORIGINE DELLE
SPECIE VIVENTI
1.0 L’evoluzione dopo Darwin
La teoria dell’evoluzione per selezione naturale, di Darwin, si basava sul fatto che le specie non sono
immutabili, ma si evolvono gradualmente nel tempo. I meccanismi di questa teoria sono divisi in cinque
punti:
1. All’interno di una popolazione esiste una variabilità individuale del tutto casuale.
2. Tutte le popolazioni possono generare una prole più numerosa dei genitori.
3. Gli individui sono in competizione per le scarse risorse.
4. Gli individui sono tutti diversi ed unici, ma alcuni sono più adatti a delle specifiche condizioni
ambientali.
5. I più adatti sopravvivono e si riproducono, cosi che la popolazione si evolva.
Uno dei problemi principali di questa evoluzione era dovuto all’accettazione della selezione naturale e
quindi del gradualismo, dove c’era la necessità di un tempo lungo per l’evoluzione.
La teoria quindi venne messa in discussione.
Un altro problema che pesava su Darwin era la difficolta di trovare fossili di transizione, ovvero organismi
che presentavano caratteristiche intermedie tra due grandi gruppi. Si presenta quindi una lacuna sulla
frammentarietà della documentazione fossile.
Venne riscoperta da Hugo de Vries, sulla base delle leggi di Mendel, studiò i cambiamenti improvvisi e
clamorosi da una generazione all’altra di una pianta da giardino. Queste vennero chiamati mutazioni, e si
sostenne che potevano essere l’origine di nuove specie.
I naturalisti studiavano di specie e popolazioni, mentre i genetisti si occupavano dei singoli individui.
Si crearono i principi fondamentali della genetica di popolazione, comprendendo la base della genetica
delle mutazioni e la modalità d’azione dell’evoluzione. Con la scoperta della doppia elica del DNA si
completò la teoria sintetica dell’evoluzione.
Per studiare la genetica di una popolazione sono necessarie equazioni matematiche che consentano di
esprimere e calcolare il comportamento di un determinato pool genico, cioè l’insieme di tutti gli alleli
presenti in una popolazione, ciascuno con la propria frequenza relativa.
Con il concetto di equilibrio di Hardy-Weinberg si trova la chiave di volta della genetica di popolazione,
dove viene descritta una situazione modello in cui le frequenze degli alleli rimangono costanti nelle
generazioni. Le condizioni sono cinque:
Gli accoppiamenti devono essere casuali.
La popolazione dee essere di grandi dimensioni.
Non deve esserci flusso genico (immigrazione o emigrazione).
Non devono avvenire mutazioni.
La selezione naturale non deve influenzare la sopravvivenza di particolari genotipi.
In natura, però, sono sempre in atto processi che modificano le frequenze alleliche e quindi spingono
l’evoluzione. Questa modifica è chiamata deviazione dall’equilibrio e fornisce informazioni su come
l’evoluzione sta avvenendo un una data popolazione.
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L’EVOLUZIONE E L’ORIGINE DELLE

SPECIE VIVENTI

1.0 L’evoluzione dopo Darwin

La teoria dell’evoluzione per selezione naturale , di Darwin, si basava sul fatto che le specie non sono immutabili, ma si evolvono gradualmente nel tempo. I meccanismi di questa teoria sono divisi in cinque punti:

  1. All’interno di una popolazione esiste una variabilità individuale del tutto casuale.
  2. Tutte le popolazioni possono generare una prole più numerosa dei genitori.
  3. Gli individui sono in competizione per le scarse risorse.
  4. Gli individui sono tutti diversi ed unici, ma alcuni sono più adatti a delle specifiche condizioni ambientali.
  5. I più adatti sopravvivono e si riproducono, cosi che la popolazione si evolva. Uno dei problemi principali di questa evoluzione era dovuto all’ accettazione della selezione naturale e quindi del gradualismo, dove c’era la necessità di un tempo lungo per l’evoluzione. La teoria quindi venne messa in discussione. Un altro problema che pesava su Darwin era la difficolta di trovare fossili di transizione , ovvero organismi che presentavano caratteristiche intermedie tra due grandi gruppi. Si presenta quindi una lacuna sulla frammentarietà della documentazione fossile. Venne riscoperta da Hugo de Vries , sulla base delle leggi di Mendel, studiò i cambiamenti improvvisi e clamorosi da una generazione all’altra di una pianta da giardino. Queste vennero chiamati mutazioni , e si sostenne che potevano essere l’origine di nuove specie. I naturalisti studiavano di specie e popolazioni, mentre i genetisti si occupavano dei singoli individui. Si crearono i principi fondamentali della genetica di popolazione, comprendendo la base della genetica delle mutazioni e la modalità d’azione dell’evoluzione. Con la scoperta della doppia elica del DNA si completò la teoria sintetica dell’evoluzione. Per studiare la genetica di una popolazione sono necessarie equazioni matematiche che consentano di esprimere e calcolare il comportamento di un determinato pool genico, cioè l’insieme di tutti gli alleli presenti in una popolazione, ciascuno con la propria frequenza relativa. Con il concetto di equilibrio di Hardy-Weinberg si trova la chiave di volta della genetica di popolazione, dove viene descritta una situazione modello in cui le frequenze degli alleli rimangono costanti nelle generazioni. Le condizioni sono cinque:
  • (^) Gli accoppiamenti devono essere casuali.
  • (^) La popolazione dee essere di grandi dimensioni.
  • (^) Non deve esserci flusso genico (immigrazione o emigrazione).
  • (^) Non devono avvenire mutazioni.
  • (^) La selezione naturale non deve influenzare la sopravvivenza di particolari genotipi. In natura, però, sono sempre in atto processi che modificano le frequenze alleliche e quindi spingono l’evoluzione. Questa modifica è chiamata deviazione dall’equilibrio e fornisce informazioni su come l’evoluzione sta avvenendo un una data popolazione.

2.0 I fattori che portano all’evoluzione

Le mutazioni sono all’origine sella variabilità genetica in quanto producono nuovi alleli che grazie alla ricombinazione, si associano in nuove combinazioni alleliche più evolute e più proficue rispetto a quelle precedenti, perché hanno già delle informazioni basi. È molto raro che una popolazione sia completamente isolata, è più probabile la migrazione di individui o lo spostamento di gameti da una popolazione all’altra. Questi due fenomeni costituiscono il flusso genico, che può modificare le frequenze alleliche. La deriva genetica è l’insieme dei cambiamenti casuali che avviene all’interno delle frequenze alleliche in una popolazione nel corso delle generazioni. Importanti meccanismi che rendono evidenti gli effetti della deriva genetica, riducendo la dimensione di una popolazione sono l’ effetto collo di bottiglia e l’ effetto del fondatore. L’effetto collo di bottiglia ➝ quando le popolazioni attraversano periodi difficili (evento ambientale) , nei quali sopravvive una piccola parte di individui, portando ad una riduzione della variabilità. L’effetto del fondatore ➝ quando alcuni individui colonizzano un nuovo ambiente e non possono portare con loro tutti gli alleli della popolazione di origine. Quando gli individui di una popolazione si accoppiano con partner dotati di particolari genotipi, scegliendo non a caso il partner, si ha l’ accoppiamento non casuale. Questi sistemi di accoppiamento non influenzano il successo riproduttivo degli individuo e producono cambiamenti nelle frequenze genotipiche. Al contrario, questi sistemi hanno un successo riproduttivo differenziato così che cambino le frequenze alleliche, inducendo al cambiamento evolutivo.

3.0 La selezione naturale e sessuale

Le caratteristiche di una specie che ne migliorino le capacità di sopravvivenza in un determinato ambiente è chiamato adattamento. La selezione naturale favorisce determinati genotipi rispetto ad altri, non agendo direttamente su di loro, ma sui modi in cui essi determinano diversi fenotipi. Vengono selezionati i caratteri e non i geni. Il contributo riproduttivo di un fenotipo alla generazione successiva, rapportato al contributo degli altri fenotipi, è detto fitness. La maggior parte dei caratteri è influenzata da più geni , e la variabilità è spesso di tipo quantitativo. La selezione naturale avviene in vario modo, producendo diversi risultati:

  1. La selezione stabilizzante che favorisce la fitness gli individui con valori intermedi, diminuendo la sua varietà. Riduce la variabilità di un carattere all’interno di una popolazione.
  2. La selezione direzionale che favorisce gli individui con una fitness che si discosta in una direzione o nell’altra della media, cambiando la media della popolazione.
  3. La selezione divergente che favorisce gli individui con la fitness che si discosta dalla media, cambiando le statistiche della popolazione. Mantiene una distribuzione bimodale del carattere che li differenzia.
  4. La selezione sessuale è un tipo particolare di selezione naturale che agisce sulle caratteristiche che determinano il processo riproduttivo.
  • (^) La speciazione risultante da una divisione della popolazione dovuta a una barriera fisica si chiama speciazione allopatrica (significa che riguarda patrie distinte). Questa è considerata la modalità più diffusa tra gli organismi. La barriera fisica può essere un fiume o una catena montuosa per gli organismi terrestri, o un tratto di terra emersa per gli organismi acquatici.
  • (^) La suddivisione di un pool genico in assenza di isolamento geografico è detta speciazione simpatrica (significa assieme a). Il metodo più comune su cui si basa questa speciazione è la poliploidia , cioè la produzione di individui provvisti di serie soprannumerarie di cromosomi. La poliploidia può derivare o dalla duplicazione dei cromosomi all’interno di una singola specie, o dalla fusione di corredi cromosomici appartenenti a due diverse specie viventi. I meccanismi che impediscono l’incrocio tra individui di specie o popolazione diverse sono barriere riproduttive prezigotiche e possono essere di vari tipi: ➝ Isolamento ambientale : gli individui scelgono habitat differenti cosicché non entrino in contatto con altri nei periodi fertili. ➝ Isolamento temporale : molti organismi presentano periodi riproduttivi che durano ore o giorni, oppure in alcuni casi ci sono periodi di riproduzione differenti. ➝ Isolamento meccanico : la fecondazione di specie diverse è impedita da differenze di dimensione o forma degli organi riproduttivi. ➝ Isolamento gametico : gli spermatozoi di una specie sono incapaci di aderire alle cellule uovo dell’altra specie. ➝ Isolamento comportamentale : gli individui di una specie possono non accettare come partner sessuali gli individui di un’altra specie. Se gli individui di due popolazioni non sono separato da barriere riproduttive preziogotiche , lo scambio può essere impedito da barriere riproduttive postzigotiche agendo dopo la fecondazione, e possono essere divise in vari modi: ✓ Riduzione della vitalità dello zigote : gli zigoti ibridi sono incapaci si raggiungere lo stadio adulto, morendo durante lo sviluppo. ✓ Riduzione della vitalità dell’adulto : gli ibridi ereditano caratteristiche che determinano una fitness minore, quindi hanno un maggiore tasso di mortalità. ✓ Sterilità degli ibridi : gli ibridi possono svilupparsi normalmente in adulti, che però risulteranno sterili. Queste barriere sono fenomeni di rinforzo , perché se i membri di due popolazioni differenti riescono ad accoppiarsi, avranno una discendenza meno numerosa di quei membri che si accoppiano nella stessa popolazione.