Nulla in biologia ha senso, se non alla luce dell evoluzione

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1 Nulla in biologia ha senso, se non alla luce dell evoluzione Theodosius Dobzhansky 1973 cambiamento delle proprietà di un gruppo di organismi nel corso delle generazioni

2 Gao et al., 1999 Origin of HIV-1 in the chimpanzee Pan troglodytes troglodytesnature Rabat et al., The causes and consequences of HIV evolution. Nature Reviews Genetics 5, (January 2004)

3 non c è esempio più drammatico di evoluzione per selezione naturale dell attuale crisi dovuta alla resistenza agli antibiotici < 1940, tubercolosi, polmonite, meningite, febbre tifoide, sifilide > 1960 scoperta dei farmaci antibiotici... è giunto il tempo di chiudere il capitolo sulle malattie infettive... oggi, AIDS, Staphylococcus aures, Neisseria gonorrhoeae

4 Platone e Aristotele una forma ideale trascendente imitata in modo imperfetto dalle sue rappresentazioni terrene. essenzialismo, qualsiasi variazione è considerata un imperfezione accidentale

5 creazione speciale Dio ha creato le specie come adesso le vediamo, esiste una scala che va dalle cose inanimate alle cose appena animate, le piante gli animali fino a perfezionarsi nell uomo. Questo rappresenta l elemento di congiunzione tra il terreno e gli angeli. Carlo Linneo ( )

6 attualismo (Hutton e Lyell) gli stessi processi che avevano operato nel passato operano nel presente e le osservazioni geologiche possono essere spiegate da cause che agiscono tutt oggi

7 Lamarck - Evoluzione ciascuna specie si è originata individualmente per generazione spontanea da materia non vivente. Le specie differivano le une dalle altre per le diverse esigenze, usando certi organi e certe appendici più di altre. Gli organi più usati attraggono più fluido nervoso rendendoli più grandi ereditarietà dei caratteri acquisiti

8 Carles R. Darwin viaggio sul Beagle 1838 saggio di Thomas Malthus 1858 manoscritto di Alfred R. Wallace 1859 Sull origine delle specie per mezzo della selezione naturale o la preservazione delle razze favorite nella lotta per la vita

9 teoria evoluzionistica secondo Mayr la teoria di Darwin include teorie Evoluzione discendenza comune gradualismo cambiamento nella popolazione selezione naturale

10 da dove vengono le variazioni ereditate? eredità rimescolata eredità particolata (Mendel, 1866) mutazione (> 1900)

11 una popolazione naturale è variabile l effetto della selezione naturale crea una fitness differenziale, gli individui più adatti avranno maggiore progenie l ereditabilità dei caratteri produrrà, nelle generazioni successive, un numero maggiore di individui che porteranno i caratteri adattativi

12 quando il carattere, sorto casualmente, sarà rappresentato nella grande maggioranza della popolazione si potrà che essa ha ha effettuato un passo evolutivo sebbene questo processo? possa sembrare uniformante, non lo è per alcuni motivi legati alla dinamicità dell ambiente e alla capacità delle popolazioni di generare sempre nuovi caratteri in maniera casuale

13 Un carattere adattativo non lo è in assoluto perchè l ambiente, e quindi le pressioni selettive, cambiano in almeno due modi: - le successioni vegetazionali, i moti geomorfologici e altre condizioni possono modificare le condizioni ambientali entro l areale di una popolazione e spostare le direzionalità del processo evolutivo - l areale di una popolazione si espande, gli individui, al crescere della popolazione, occupano nuovi siti in cui le pressioni selettive sono differenti e i caratteri adattativi sono sempre differenti.

14 post-darwinismo neo-lamarkismo ortogenesi o evoluzione lineare mutazionismo

15 sintesi evoluzionistica le mutazioni non sono un alternativa alla selezione naturale piuttosto la sua materia grezza Ronald A. Fisher john B.S. Haldane Sewall Wright

16 variazioni genetiche e cambiamenti nelle popolazioni naturali Genetics and Origin of Species (1937) Sergei Chetverikov Theodosius Dobzhansky

17 Micro e Macro evoluzione le mutazioni, la ricombinazione, la selezione naturale, e altri processi operanti entro le specie giustificano l origine di nuove specie e le caratteristiche principali a lungo termine dell evoluzione

18 principi fondamentali dell evoluzione il fenotipo (caratteristiche osservabili) derivanti dai geni e dall ambiente i caratteri acquisiti per effetto dell ambiente, non sono ereditabiliparticelle Le variazioni ereditabili sono basate su particelle, i geni mantengono la loro identità durante le generazioni non si mescolano con altri geni

19 i geni mutano, in forme alternative equamente stabili, conosciute come alleli Il cambiamento evolutivo è un processo a livello di popolazione (frequenze) Il tasso di mutazione è troppo perchè la mutazione stessa sposti una popolazione da un genotipo a un altro. deriva genetica selezione naturale La selezione naturale può alterare le popolazioni al di là dell originale gamma di variazione

20 Le popolazioni naturali sono geneticamente variabili, possono evolvere rapidamente quando le condizioni ambientali cambiano le popolazioni di una medesima specie localizzate in regioni geografiche diverse differiscono in caratteri che hanno una base genetica le differenze tra popolazioni geografiche sono spesso adattative e pertanto sono la conseguenza della selezione naturale specie differenti rappresentano distinti pool genici

21 la speciazione è l origine di due o più specie da un singolo antenato comune.

22 > 1950, dopo la sintesi dagli anni 60 la teoria evoluzionistica si è espansa in aree come l ecologia, l etologia, la biologia della riproduzione Biologia evoluzionistica dello sviluppo, le basi molecolari evolutive della biologia dello sviluppo Genomica evoluzionistica, variazione ed evoluzione di geni multipli o anche di interi genomi.

23 evoluzione molecolare, analisi dei processi e la storia del cambiamento genetico teoria neutrale dell evoluzione molecolare Motoo kimura