La selezione naturale

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2 La selezione naturale Ogni popolazione presenta caratteri diversi. Le variazioni sono casuali ed ereditarie Gli esseri viventi si riproducono in eccesso Le avversità ambientali (cibo, acqua, clima, malattie, predatorii) agiscono come un filtro Selezione naturale Gli organismi che nascono con i caratteri più idonei alla sopravvivenza hanno la capacità di riprodursi (adattamento all ambiente) La popolazione dei sopravivissuti trasmette per eredità i caratteri favorevoli ai propri discendenti La «sopravvivenza dei favoriti nella lotta per l esistenza» fu chiamata da Darwin selezione naturale, per analogia con la selezione artificiale effettuata dagli allevatori e dagli agricoltori.

3 Selezione bilanciata Si parla di selezione bilanciata quando la selezione naturale mantiene stabile per lunghi periodi di tempo la frequenza di due o più fenotipi. Preserva la variabilità genetica negli organismi diploidi Nel corso delle generazioni questo tipo di selezione può creare una situazione detta polimorfismo bilanciato, una condizione in cui un allele è presente con una frequenza elevata e costante per molte generazioni.

4 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 tipi, aumenta anche la competizione tra i maschi di quel tipo, rendendo così più favorevole la riproduzione dei maschi dell'altro tipo. SELEZIONE NATURALE BILANCIATA 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

5 La selezione bilanciata La selezione naturale La Selezione Frequenza-dipendente: agisce per ridurre la frequenza dei fenotipi più comuni e per aumentare la frequenza di quelli meno comuni Esempi: maschi hooknose e maschi jack nella popolazione dei salmoni americani; interazioni predapredatore

6 ESEMPIO DI SPECIE CHE USANO LA SELEZIONE BILANCIATA Nelle specie polimorfiche di Drosophila (è un genere di insetti, comunemente chiamato moscerino della frutta di dimensioni medio-piccole) le femmine preferiscono i maschi dalle forme più rare che si riprodurranno con maggiore facilità. Con la riproduzione facilitata le forme più rare supereranno di frequenza le altre forme perdendo però il loro vantaggio selettivo che andrà alle altre forme meno rare. Questa altalenanza mantiene cosi stabile la variazione di frequenza e il mantenimento del polimorfismo iniziale.

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8 Che cos è la selezione stabilizzante? La selezione stabilizzante è una divisione della selezione naturale operante in tutte le popolazioni che comporta l eliminazione degli individui con caratteri estremi.

9 Esempi di selezione naturale: Il numero delle uova deposte dagli uccelli è un caso di selezione stabilizzante Gli uccelli geneticamente condizionati a deporre 4 o 5 uova hanno in media un maggior numero di nati che sopravvivono rispetto ai membri della stessa specie che depongono un numero superiore o inferiore di uova.

10 Un altro esempio è il peso dei neonati umani i bambini che alla nascita pesano meno o più della media della popolazione presentano un tasso di mortalità maggiore rispetto a quelli con peso vicino alla media.

11 Cosa succede quando la selezione forma delle caratteristiche perfette? Quando in una popolazione nasce un carattere favorevole alla specie, viene portato avanti nel tempo grazie alle stesse informazioni contenute e mantenute nei geni. Ciò ha portato nel tempo all evoluzione delle specie.

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13 CHE COS È LA SELEZIONE DIVERGENTE? La selezione naturale viene suddivisa in quattro sottofasi: noi parleremo della selezione divergente. La selezione divergente aumenta la frequenza delle caratteristiche estreme di una popolazione a spese delle forme intermedie.

14 ESEMPI DI SELEZIONE DIVERGENTE la selezione divergente è stata rivelata da studi su piante cresciute in terreni contaminati. Le piante che crescono su territori non contaminati non riescono a sopravvivere su suoli contaminati. Al contrario le piante della stessa specie che crescono su suoli contaminati sono capaci di crescere su suoli contaminati.

15 FARFALLA: PAPILIO DARDANUS È un lepidottero originario dell Africa Subsahariana. Nella femmina ci sono due forme distinte: una mimetica e una non mimetica.

16 Uovo: le uova sono sferoidali e prive di scanalature. Vengono solitamente deposte singolarmente in prossimità delle foglie delle piante ospiti. Cosa nasce: - larva: appare tozzo e di colorazione verde con parti bianche pupa UOVA DELLA FARFALLA

17 La femmina può imitare molto fedelmente sia la forma che la colorazione di varie specie di farfalle dal sapore repellente, traendo così un vantaggio evolutivo dal fatto che i possibili predatori tendono ad evitarla, considerandola non appetibile. MIMETISMO BATESIANO

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19 Un terzo tipo di selezione naturale, la selezione direzionale, (chiamata anche selezione positiva) agisce quando l'ambiente si trasforma nel tempo per una certa caratteristica. La selezione naturale tende infatti ad eliminare gli individui che sono troppo diversi dalle caratteristiche che sono necessarie in questo nuovo ambiente. Nella selezione direzionale sono favoriti i fenotipi più grandi o più piccoli della media. Il fenotipo medio muta di posizione nel susseguirsi delle generazioni. 19

20 Essa, perciò, tende a sostituire gradualmente nel pool genico un allele ( o un gruppo di alleli) con un altro. Due casi interessanti di selezione direzionale, come esempi di processi evolutivi che si sono potuti osservare direttamente nel corso del loro svolgimento, sono il colore della farfalla notturna Biston betularia e la resistenza agli insetticidi da parte delle cocciniglie rosse. 20

21 Per quanto riguarda la farfalla Biston betularia, è noto che in alcune regioni inglesi fortemente inquinate, verso la metà del XIX secolo la varietà scura aveva in gran parte sostituito quella chiara. Più recentemente, tuttavia, essendo stati introdotti in Inghilterra severi controlli ambientali sul contenuto delle particelle di fumo, il forte inquinamento da fuliggine era iniziato a diminuire e la percentuale di farfalle chiare rispetto a quelle scure aveva ripreso ad aumentare. In entrambe le situazioni la selezione, di tipo direzionale aveva privilegiato una delle due forme fenotipiche. 21

22 L'altro caso, invece riguardava l'azione di un insetticida a base di gas cianidrico utilizzato per eliminare le popolazioni di cocciniglie che infestavano gli aranceti della California all'inizio del Novecento. 22

23 Col passare del tempo i coltivatori si accorsero che la dose standard del gas non era più in grado di distruggere del tutto queste popolazioni e che si stava formando un ceppo di cocciniglie sempre più resistente anche a dosi maggiori dell'insetticida. Gli insetti resistenti erano dei mutanti che si erano generati per caso nella popolazione originaria; in seguito, un nuovo fattore ambientale, la sostanza chimica velenosa, aveva favorito questi mutanti in un processo di selezione direzionale; gli insetti non resistenti erano morti; ma quelli resistenti erano sopravvissuti e si erano riprodotti. Oggigiorno più di 200 specie di insetti sono resistenti a uno o più insetticidi. Una specie è perfino capace di togliere un atomo di cloro dalla molecola del DDT e utilizzare il resto come cibo. 23

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25 E un tipo particolare di selezione naturale che si basa sul successo riproduttivo di una specie e sui tipi di corteggiamento

26 APPROFONDIMENTO il corteggiamento è un comportamento che conduce successivamente all accoppiamento o al rilascio di gameti.

27 INTRODUZIONE Perché i maschi si rendono più visibili delle femmine con il canto, i colori sgargianti, le pinne più grandi, le piume o altri ornamenti appariscenti? Questi caratteri fanno correre il rischio di essere scoperti dai predatori e possono avere alti costi: la selezione naturale dovrebbe favorire quei tratti che aumentano la sopravvivenza, non quelli che la riducono. I caratteri sessuali esteriori dei maschi hanno rappresentato un problema rivelante per la teoria di Darwin dell evoluzione per la selezione naturale

28 COME FUNZIONA?? La scelta da parte della femmina favorisce lo sviluppo di cospicui ornamenti secondari, e nei maschi che competono per essere scelti; I maschi sono in grado di produrre più gameti, quindi competono per accoppiarsi con più femmine possibili,le femmine investono le proprie risorse in un minor numero di gameti, quindi devo essere più caute nella scelta.

29 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 riproduttivo. La direzione di questa pressione è, con pochissime eccezioni, delle femmine verso i maschi. -Detto in altre parole, la coda del pavone è causata dalla scelta femminile. E cosi moltissime altre caratteristiche dei maschi apparentemente inutili, anzi dannosi alla sopravvivenza. I maschi si sono evoluti sotto la pressione dei criteri estetici femminili, e con il fine di soddisfarli.