5 esempi di selezione naturale dell'evoluzione sulla terra
Alcuni degli esempi di selezione naturale dell'evoluzione sulla terra sono i seguenti:
A. Base genetica dell'adattamento nel melanismo industriale (figura 7.41):
Nella prima parte del diciannovesimo secolo (1830), in Inghilterra non c'era molta crescita industriale (ad es. Birmingham) e vi era principalmente una betularia di falena pepata dalle ali bianche che era ben adattata per difendersi dagli uccelli predatori.
Riposava durante il giorno su un tronco di quercia chiaro e coperto di licheni. Ma con la crescita industriale del 1920, le particelle di fumo rilasciate dai camini delle industrie uccisero i licheni e oscurarono i tronchi degli alberi.
Così la betularia delle Biston dalle ali bianche divenne più distinta dagli uccelli predatori. Quindi una mutazione genetica dominante apparve in alcuni membri della popolazione delle falene. Questa mutazione genetica produsse una falena melanica dalle ali scure che aveva migliori possibilità di sopravvivenza rispetto alle tarme di colore grigio.
La prima forma melanica di falena pepata fu osservata nel 1845. Queste tarme di colore scuro prodotte da una riproduzione differenziale produssero una specie melanica di colore scuro, la carbonaria di Biston che formò il 99% della popolazione delle falene nel 1895.
Questa sostituzione della falena di colore chiaro da parte di specie melaniche di colore scuro a causa del fumo industriale era chiamata melanismo industriale. Pertanto, la selezione naturale favorì le falene melaniche a riprodursi con maggiore successo grazie alla riproduzione differenziale per il loro adattamento nelle aree industriali dell'Inghilterra.
Ciò dimostra che un cambiamento evolutivo ha sempre una base genetica e questa variazione genetica, quando favorita dalla selezione naturale, consente agli organismi di adattarsi a un particolare ambiente che aumenta le loro possibilità di sopravvivenza.
È stato originariamente studiato da RA Fischer e EB Ford. Il melanismo industriale fu sperimentalmente testato da un ecologista britannico, Bernard Kettelwell negli anni '50. Ha allevato un numero uguale di falene scure e di colore chiaro. Ha rilasciato una serie di queste falene nella zona inquinata (boschi di Birmingham) e altre ambientate in un'area incontaminata (nel Dorset).
Dopo alcuni anni, ha potuto riprendere il 19% delle falene leggere e il 40% delle falene oscure dall'area contaminata, mentre potrebbe ricatturare solo il 12, 5% delle falene leggere e il 6% delle falene oscure dall'area non inquinata. Questo risultato mostra i modelli di sopravvivenza differenziale di B. betularia nelle aree inquinate e non inquinate.
Ha concluso:
(i) Le aree fuligginose offrono una grande protezione alle forme melaniche a causa dell'aumentata frequenza di un gene dominante nell'area industriale.
(ii) In aree non inquinate e aree rurali in cui l'industrializzazione non si è verificata, la frequenza del gene responsabile delle tarme di colore chiaro ha un vantaggio più selettivo.
(iii) In una popolazione mista, le persone meglio adattate sopravvivono e aumentano di numero, ma nessuna variante viene completamente eliminata, ad esempio, l'inquinamento industriale non elimina completamente il gene per le falene di colore chiaro.
È stato anche segnalato in molti altri paesi europei. Il melanismo industriale è stato notato in circa 70 specie di tarme in Inghilterra e in circa 100 specie negli Stati Uniti. Ma dal 1956, dopo il passaggio della legislazione sull'aria pulita, il carbone viene sostituito da petrolio ed elettricità.
Ciò aveva ridotto la deposizione di fuliggine sui tronchi degli alberi. Di conseguenza, le tarme di colore chiaro sono di nuovo aumentate di numero con la riduzione dell'inquinamento. Questo è chiamato evoluzione inversa.
B. Zanzare resistenti al DDT:
Le zanzare sono noti per essere i vettori di malattie come la malaria e l'elefantiasi causate da Plasmodium e Wuchereria. In precedenza la popolazione di zanzare aveva più zanzare resistenti al DDT ma meno resistenti al DDT. Quando il DDT non veniva usato, il resistente al DDT rimaneva dominato dalle zanzare sensibili al DDT.
Ma quando è iniziato l'uso del DDT come insetticida (introdotto nel 1940), le zanzare resistenti al DDT hanno avuto un vantaggio competitivo rispetto alle loro controparti. La loro proprietà resistente al DDT si è diffusa su un numero sempre maggiore di membri della popolazione, quindi ora la popolazione di zanzare è dominata da quelle resistenti al DDT.
È anche un esempio di selezione direzionale. Pertanto, secondo il principio di selezione naturale, gli insetticidi chimici rimarrebbero utili solo per un tempo limitato.
C. Anemia falciforme:
(i) Personaggi:
L'anemia falciforme è caratterizzata da:
(a) Circa l'1-2% dei globuli rossi totali diventa a forma di falce.
(b) Rottura precoce dei globuli rossi con conseguente grave anemia.
(c) L'emoglobina normale Hb-A è sostituita dall'emoglobina Hb-S difettosa in cui l'acido glutammico della catena beta è sostituito dall'amminoacido valina a causa di una sostituzione singola base in un gene.
(d) La capacità di trasporto di O 2 di Hb-S è inferiore a quella di Hb-A.
(e) morte della persona colpita dall'età della pubertà.
(ii) Causa. È causata da una mutazione autosomica recessiva del gene in condizioni omozigoti (Hb S Hb S ). Gli eterozigoti (Hb A Hb S ) hanno anche alcune cellule a forma di falce.
Le persone con anemia falciforme si trovano principalmente in quelle aree dell'Africa tropicale dove la malaria è molto comune. È stato riportato che le cellule a forma di falce dell'eterozigote uccidono il parassita della malaria. Quindi gli eterozigoti possono resistere all'infezione della malaria in un modo molto migliore rispetto all'omozigote per l'emoglobina normale.
La perdita di geni deleteri recessivi attraverso la morte di omozigoti viene bilanciata dalla riproduzione di successo di eterozigoti. Pertanto, la selezione naturale l'ha preservata insieme alla normale emoglobina nelle aree colpite dalla malaria. È un esempio di bilanciamento o stabilizzazione della selezione.
E. Resistenza agli antibiotici nei microbi
(Fig. 7.44). Joshua Lederberg e Esther Lederberg hanno mostrato le basi genetiche degli adattamenti nei batteri coltivando cellule batteriche mediante il loro esperimento di placcatura.
L'esperimento di Lederberg ha avuto i seguenti passaggi:
1. Hanno inoculato i batteri su una piastra di agar e ottenuto una piastra con diverse colonie batteriche. Questo piatto era chiamato "piatto principale".
2. Hanno formato diverse repliche da questa piastra principale. Per questo, hanno preso un disco di velluto sterilizzato, montato su un blocco di legno, che è stato premuto delicatamente sul piatto principale. Alcune delle cellule batteriche di ciascuna colonia si attaccavano al tessuto di velluto.
3. Ora premendo questo velluto su nuove piastre di agar, hanno ottenuto repliche esatte della piastra principale. Questo perché le cellule batteriche sono state trasferite da una lastra all'altra dal velluto.
4. Quindi hanno provato a fare repliche sulle piastre di agar contenenti una penicillina antibiotica. Alcune colonie erano in grado di crescere sulla piastra di agar e si diceva che fossero resistenti alla penicillina, mentre altre colonie non crescevano sul terreno di penicillina antibiotica e si diceva che fossero colonie sensibili al pencillino.
Quindi c'è stato un pre-adattamento in alcune cellule batteriche per far crescere un terreno contenente la penicillina antibiotica. Questo pre-adattamento si era sviluppato in alcuni batteri per mutazioni genetiche casuali e non in risposta alla penicillina. Questo si è espresso solo quando tali batteri sono stati esposti alla penicillina. Il nuovo ambiente non induce mutazioni; seleziona solo le mutazioni preadaptive che si sono verificate in precedenza.
Significato:
L'esperimento di replica di Lederberg ha fornito un supporto al neodarwinismo e ha dimostrato che l'adattamento della resistenza alla penicillina nelle cellule batteriche è originato dalla selezione di forme mutanti preesistenti di batteri per natura.
Le cellule batteriche resistenti alla penicillina non avevano alcun vantaggio di moltiplicarsi in un ambiente quando non c'era penicillina. Ma avevano un vantaggio competitivo su altri in piastre di agar contouring della penicillina, quindi si moltiplicarono rapidamente e formarono colonie nel mezzo contenente penicillina.
F. Resistenza ai farmaci nei batteri. L. Cavalli e GA Meccacaro (1952) hanno dimostrato che i batteri del colon - Escherichia coli sono resistenti agli antibiotici - Chloramphenicol di 250 volte a quello tollerato dai batteri normali. L'incrocio degli esperimenti conferma che la resistenza nei batteri viene acquisita per mutazione ed è ereditata dai principi mendeliani.
L'uso eccessivo di erbicidi, pesticidi, antibiotici, ecc. Ha portato alla selezione di varietà resistenti in minor tempo. Questi sono esempi di evoluzione da parte di azioni antropogeniche e dimostrano che l'evoluzione non è un processo diretto ma un processo stocastico basato su eventi casuali in natura e mutazioni casuali negli organismi.
