PROGETTO SCUOLA 21 FASE 1 UNITA D APPRENDIMENTO 1 CLASSE II A.S. 2013/2014

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1 PROGETTO SCUOLA 21 FASE 1 UNITA D APPRENDIMENTO 1 CLASSE II A.S. 2013/2014

2 La selezione naturale Ogni popolazione presenta cara$eri diversi. Le variazioni sono casuali ed ereditarie Gli esseri viven9 si riproducono in eccesso Le avversità ambientali (cibo, acqua, clima, malafe, predatori) agiscono come un filtro Selezione naturale Gli organismi che nascono con i cara<eri più idonei alla sopravvivenza hanno la capacità di riprodursi (ada$amento all ambiente) La popolazione dei sopravivissu9 trasme<e per eredità i cara<eri favorevoli ai propri discenden9 La «sopravvivenza dei favori2 nella lo3a per l esistenza» fu chiamata da Darwin selezione naturale, per analogia con la selezione ar9ficiale effe<uata dagli allevatori e dagli agricoltori.

3 LA SELEZIONE NATURALE PUO AGIRE IN MODI DIFFERENTI: SELEZIONE STABILIZZANTE SELEZIONE DIVERGENTE SELEZIONE DIREZIONALE SELEZIONE BILANCIATA SELEZIONE SESSUALE

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5 Che cos è la selezione stabilizzante? La selezione stabilizzante è un meccanismo di selezione naturale operante in tu<e le popolazioni, che comporta l eliminazione degli individui con cara<eri estremi.

6 Esempi di selezione naturale: Il numero delle uova deposte dai tordi è un caso di selezione stabilizzante. Gli uccelli gene9camente condiziona9 a deporre 4 o 5 uova hanno in media un maggior numero di na9 che sopravvivono rispe<o ai membri della stessa specie che depongono un numero superiore o inferiore di uova.

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8 Un altro esempio è il peso dei neona9 nel genere Homo: i bambini che alla nascita pesano meno o più della media della popolazione presentano un tasso di mortalità maggiore rispe<o a quelli con peso vicino alla media.

9 Cosa succede quando la selezione individua forme ada3e? Quando in una popolazione nasce un cara<ere favorevole alla specie, viene portato avan9 nel tempo grazie alle stesse informazioni contenute e mantenute nei geni. Ciò determina nel tempo l evoluzione delle specie.

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11 CHE COS È LA SELEZIONE DIVERGENTE? La selezione divergente aumenta la frequenza delle cara<eris9che estreme di una popolazione a spese delle forme intermedie.

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13 ESEMPI DI SELEZIONE DIVERGENTE Questo 9po di selezione è stata rilevata da studi su piante cresciute in terreni contamina9: - le piante che crescono su territori non contamina9 non riescono a sopravvivere su suoli contamina9. - le piante della stessa specie che crescono su suoli contamina9 sono capaci di crescere su suoli contamina9.

14 Questo lepido<ero originario dell Africa Subsahariana può essere considerato un valido esempio di selezione divergente, per il suo cara<eris9co mime9smo de<o batesiano. Consiste nell imitazione di un altra specie repellente FARFALLA: Papilio dardanus

15 La femmina può imitare molto fedelmente sia la forma che la colorazione di varie specie di farfalle dal sapore repellente, traendo così un vantaggio evolu9vo dal fa<o che i possibili predatori tendono ad evitarla, considerandola non appe9bile. MIMETISMO BATESIANO

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17 La selezione direzionale agisce quando cambia una certa cara<eris9ca ambientale. La selezione tende ad eliminare gli individui inadaf perchè non possiedono le cara<eris9che necessarie in questo nuovo ambiente. Nella selezione direzionale sono favori9 i feno9pi più grandi o più piccoli della media. Il feno9po medio muta di posizione nel susseguirsi delle generazioni. 17

18 La selezione direzionale tende a sos9tuire gradualmente nel pool genico un allele con un altro. Due casi interessan9 di selezione direzionale sono la resistenza agli insefcidi da parte delle cocciniglie rosse e il colore della farfalla no<urna Biston betularia. 18

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20 Col passare del tempo i col9vatori si accorsero che la dose standard del gas non era più sufficinete a eliminare completamente queste popolazioni: si stava formando un ceppo di cocciniglie sempre più resistente anche a dosi massicce di insefcida. Gli insef resisten9 avevano sviluppato una mutazione rispe<o alla popolazione precedente che li aveva resi capaci di resistere alla sostanza velenosi in un processo di selezione direzionale: gli insef non resisten9 morivano mentre quelli resisten9 sopravvivevano e si riproducevano. Oggi esistono più di 200 specie di insef resisten9 a uno o più insefcidi. 20

21 La farfalla Biston betularia Verso la metà del XIX secolo in alcune regioni inglesi molto inquinate la varietà scura di tale farfalla aveva in gran parte sos9tuito quella chiara maggiormente predata a causa della difficoltà a mime9zzarsi. In tempi più recen9, essendo sta9 introdof controlli ambientali sul contenuto delle par9celle di fumo, l inquinamento è diminuito e la percentuale di farfalle chiare rispe<o a quelle scure ha ripreso ad aumentare. In entrambe le situazioni la selezione di 9po direzionale ha privilegiato una delle due forme feno9piche. 21

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23 Che cos è la selezione bilanciata? Si parla di selezione bilanciata quando la selezione naturale man9ene stabile per lunghi periodi di tempo la frequenza di due o più feno9pi. Preserva la variabilità gene9ca negli organismi diploidi Nel corso delle generazioni questo 9po di selezione può creare una situazione de<a polimorfismo bilanciato, una condizione in cui un allele è presente con una frequenza elevata e costante per molte generazioni.

24 SELEZIONE BILANCIATA Un esempio di selezione è la coesistenza dei maschi «hooknose» e dei maschi «jack» nella popolazione di salmoni argentei: se aumenta la popolazione di uno dei due 9pi, aumenta anche la compe9zione tra i maschi di quel 9po, rendendo così più favorevole la riproduzione dei maschi dell'altro 9po. Un altro esempio di selezione naturale bilanciata si avvera quando gli individui di una specie predata differiscono, per esempio, per il colore, cosicchè alcuni predatori caccino prevalentemente individui che hanno il colore più comune

25 La selezione bilanciata La Selezione Frequenza- dipendente: agisce per ridurre la frequenza dei feno9pi più comuni e per aumentare la frequenza di quelli meno comuni Esempi: maschi hooknose e maschi jack nella popolazione dei salmoni americani; interazioni preda- predatore

26 ESEMPIO DI SPECIE CHE USANO LA SELEZIONE BILANCIATA Nelle specie polimorfiche di Drosophila (genere di insef, comunemente chiamato moscerini della fru<a) le femmine preferiscono i maschi dalle forme più rare che si riprodurranno con maggiore facilità Con la riproduzione facilitata le forme più rare supereranno in frequenza le altre forme perdendo però il loro vantaggio selefvo che andrà alle altre forme meno rare. Questa alternanza man9ene cosi stabile la variazione di frequenza e il mantenimento del polimorfismo iniziale.

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28 E un 9po par9colare di selezione naturale che si basa sul successo riprodufvo di una specie e sui meccanismi di corteggiamento

29 Il corteggiamento è un comportamento che conduce successivamente all accoppiamento o al rilascio di game9.

30 QUAL E LA RAGIONE DEL CORTEGGIAMENTO Perché i maschi si rendono più visibili delle femmine con il canto, i colori sgargian9, le pinne più grandi, le piume o altri ornamen9 appariscen9? Ques9 meccanismi comportamentali oltre ad avere altri cos9 di mantenimento possono rappresentare un problema poiché fanno correre il rischio di essere scoper9 dai predatori: la selezione naturale dovrebbe favorire quei traf che aumentano la sopravvivenza, non quelli che la riducono. I cara<eri sessuali esteriori dei maschi hanno rappresentato un problema rivelante per la teoria di Darwin dell evoluzione per la selezione naturale.

31 COME FUNZIONA? La scelta del partner da parte della femmina favorisce nei maschi che competono per essere scel9 lo sviluppo di cospicui ornamen9 secondari. I maschi sono in grado di produrre più game9, quindi competono per accoppiarsi con più femmine possibili, le femmine investono le proprie risorse in un minor numero di game9, quindi devo essere più caute nella scelta.

32 COME VIENE DEFINITA LA SELEZIONE SESSUALE La selezione sessuale è quindi definita con una pressione determinata da un sesso sull altro e volta a modificare il successo riprodufvo. La direzione di questa pressione è, con pochissime eccezioni, delle femmine verso i maschi. Per esempio la coda del pavone è fru<o della scelta femminile. Molte altre cara<eris9che dei maschi apparentemente inu9li, anzi dannosi alla sopravvivenza vengono selezionate dalle femmine. I maschi si sono evolu9 so<o la pressione dei criteri este9ci femminili, e con il fine di soddisfarli.