Jay Phelan, Maria Cristina Pignocchino
Le scienze naturali
I modelli della chimica e della genetica
2
Capitolo 11
I meccanismi
dell’evoluzione
3
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
Lezione 1
L’incontro tra due
scienze: la
genetica delle
popolazioni
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
4
1. Ogni popolazione ha un pool genico
Una popolazione è un gruppo di individui della stessa specie
che vive in una determinata regione geografica.
Una specie è un insieme di popolazioni interfeconde, isolate
dal punto di vista riproduttivo da altri gruppi simili.
5
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
2. L’evoluzione interessa
una popolazione /1
Il pool genico è l’insieme degli
alleli presenti in tutti gli individui
di una popolazione.
L’evoluzione implica il
cambiamento delle frequenze di
uno o più alleli nel pool genico di
una popolazione.
6
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
2. L’evoluzione interessa
una popolazione /2
I principali fattori evolutivi
sono:
•
•
•
•
le mutazioni;
la deriva genetica;
il flusso genetico;
la selezione naturale.
7
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
2. L’evoluzione interessa
una popolazione /3
La speciazione è un evento di
diversificazione che, partendo
da una linea comune originaria,
produce nel tempo nuove
popolazioni i cui individui non
possono più generare prole
feconda.
La speciazione implica
l’isolamento riproduttivo.
8
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
3. La selezione naturale agisce
sui caratteri e sui loro fenotipi
La selezione naturale ha luogo quando esiste una variabilità
dei caratteri ereditari e gli individui che possiedono un certo
fenotipo hanno un successo riproduttivo maggiore di quelli
con un altro fenotipo.
9
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
4. Le mutazioni cambiano il pool
genico
La riproduzione sessuata rimescola gli alleli, ma non
introduce caratteri nuovi né alleli nuovi.
Le mutazioni che avvengono nelle cellule riproduttive
possono invece alterare in modo significativo il pool genico.
10
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
5. La deriva genetica è un
cambiamento casuale del pool
genetico /1
Nella deriva genetica la variazione
delle frequenze alleliche non è
conseguenza del successo
riproduttivo, ma dipende dal caso.
Ha un impatto significativo nelle
popolazioni di piccole dimensioni e
porta a diminuzione della variabilità
del pool genico.
11
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
5. La deriva genetica è un
cambiamento casuale del pool
genetico /2
L’effetto del fondatore è un tipo
di deriva genetica che si verifica
quando i membri fondatori di una
nuova popolazione hanno
frequenze alleliche diverse
rispetto a quelle della popolazione
di origine.
12
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
5. La deriva genetica è un
cambiamento casuale del pool
genetico /3
L’effetto collo di bottiglia è un tipo
di deriva genetica che si verifica
quando un cambiamento ambientale
repentino colpisce con la stessa
probabilità tutti gli individui di una
popolazione, decimandola.
I sopravvissuti hanno frequenze
alleliche diverse rispetto a quelle
della popolazione di origine.
13
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
6. Il flusso genico è causato dalla
migrazione
La migrazione è il
trasferimento di un gruppo di
individui da una popolazione
all’altra.
Determina un flusso genico e
può portare a un cambiamento
nelle frequenze alleliche delle
due popolazioni coinvolte.
14
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
Lezione 2
L’evoluzione
non produce
organismi perfetti
15
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
7. La fitness e l’adattamento
La fitness misura il successo
riproduttivo di un individuo con un
dato fenotipo in base al suo contributo
alla generazione successiva.
Un adattamento è una caratteristica
che porta a un aumento della fitness
in un determinato ambiente.
16
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
8. La selezione naturale non produce
perfezione
La selezione naturale non produce adattamenti perfetti: a
volte le condizioni cambiano rapidamente, in altri casi le
mutazioni non producono risultati positivi. A volte non c’è un
solo adattamento ottimale a un dato ambiente.
17
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
Lezione 3
La complessità
dell’evoluzione
oltre la genetica
18
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
9. La variabilità non è solo genetica
Oltre alla variabilità genetica,
nei processi evolutivi è
importante anche la
variabilità epigenomica.
La variabilità epigenomica riguarda la modulazione
dell’espressione dei geni nel corso della vita senza alterare
del genotipo. Alcune caratteristiche epigenomiche possono
essere trasmesse alla prole.
19
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
10. Le relazioni tra individui
I comportamenti sociali, la comunicazione e l’apprendimento
svolgono un ruolo importante nelle relazioni tra selezione
naturale e individui di una popolazione.
Alcuni comportamenti sono innati, altri sono appresi.
20
Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2016
