Concetto di evoluzione: note sul concetto moderno di evoluzione

Concetto di evoluzione: note sul concetto moderno di evoluzione!

Il presente concetto di evoluzione è una forma modificata della teoria di Darwin della selezione naturale e spesso chiamata Neo-Darwinismo. Secondo esso solo le variazioni genetiche (mutazioni) sono ereditate e non tutte le varazioni come detenute da Darwin. Quindi il concetto moderno di evoluzione è la sintesi delle teorie di Darwin e di Hugo de Vries. Questo è anche chiamato teoria sintetica dell'evoluzione.

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La teoria sintetica dell'evoluzione è il risultato del lavoro di un certo numero di scienziati: T. Dobzhansky, RA Fisher, JBS Haldane, Swell Wright, Ernst Mayr e GL Stebbins. Stebbins nel suo libro, Processo di evoluzione organica, ha discusso la teoria sintetica. Il concetto moderno di evoluzione include i seguenti fattori:

1. Variazione genetica nella popolazione:

È la popolazione che si evolve e non i suoi singoli membri. Il ruolo dell'individuo nel processo evolutivo è di passare la sua variazione genetica alla sua progenie. L'evoluzione si verifica attraverso l'accumulo di variazioni genetiche nella popolazione per lunghi periodi di tempo. Il cambiamento nei geni avviene nei seguenti modi.

(i) Mutazioni:

Le mutazioni sono improvvisi cambiamenti ereditabili. Hugo de Vries riteneva che fosse la mutazione a determinare l'evoluzione e non le variazioni minori (ereditabili) di cui parlava Darwin. Secondo Darwin l'evoluzione è stata graduale mentre Hugo de Vries ha detto che la mutazione causava speciazione e quindi chiamava la salatizzazione (mutazione a passo singolo). Le mutazioni sono di due tipi: mutazioni cromosomiche e mutazioni geniche.

(a) Mutazioni cromosomiche:

Questi sono dovuti a cambiamenti nel numero di cromosomi e cambiamenti nella struttura.

Cambiamenti nel numero di cromosomi:

Queste mutazioni sono causate da cambiamenti nel numero di cromosomi. Sono di ulteriori due tipi: poliploidia e aneuploidia (a) poliploidia. È l'aumento del numero di set cromosomici. Esempio: triploidia (3n), tetraploidia (4n), pentaploidia (5n), esaploidia (6n). L'aumento del numero dello stesso genoma è noto come auto poliploidia (es. AAAA). L'aumento del numero di set cromosomici dovuto all'incontro di genomi di due o più organismi è chiamato allopoliploidia.

Viene anche definito poliploidia interspecifica, (b) aneuploidia. È una mutazione in cui si verifica un cambiamento numerico nel numero cromosomico della monosomia del genoma (2n-1), della nullisomia (2n-2), della trisomia (2n + 1), della tetrasomia (2n + 2), ecc.

Cambiamenti strutturali nei cromosomi (Aberrazioni cromosomiche):

Quando il cambiamento si verifica nella morfologia dei cromosomi è chiamato aberrazione cromosomica. Questi sono di quattro tipi, duplicazione (raddoppiamento di un segmento), deficienza (cancellazione di un segmento), traslocazione (passaggio di un segmento di un cromosoma a un cromosoma non omologato) e inversione (inversione dell'ordine dei geni).

(b) Mutazioni genetiche:

Quando i cambiamenti sono nella struttura e nell'espressione genica a causa dell'aggiunta, della delezione o dell'inversione dei nucleotidi questi sono chiamati mutazioni geniche. La frequenza delle mutazioni geniche varia da gene a gene. La velocità della mutazione genetica è aumentata dalla presenza di radiazioni e di alcune sostanze chimiche chiamate mutageni.

I geni mutati aggiungono nuovi alleli al pool genico. Il pool genico è la somma totale di tutti i diversi geni e dei loro alleli presenti in una popolazione. È il pool genetico che si evolve come nuovi geni, cioè gli alleli, vengono aggiunti o rimossi, quindi è la materia prima per il cambiamento evolutivo. L'accumulo di molte mutazioni può sommarsi a cambiamenti su larga scala che portano alla formazione di nuove specie.

Le mutazioni genetiche che comportano la delezione sostitutiva o l'inserimento di una singola base di azoto sono chiamate mutazione puntiformi. Le mutazioni geniche che coinvolgono più di una base di azoto o l'intero gene sono definite mutazioni grossolane.

(ii) Ricombinazione genica:

Si verifica a causa dei seguenti motivi: (a) Doppia parentela (b) Assortimento indipendente di cromosomi (c) Attraversamento durante la meiosi. (iv) fusione casuale di gameti (v) Formazione di nuovi alleli. Poiché aggiunge nuovi alleli e una combinazione di alleli al pool genico, è un processo importante durante l'evoluzione che causa variazioni.

(iii) Migrazione genica (flusso genico):

Il movimento di individui da un luogo all'altro è chiamato migrazione. Se gli individui migratori si riproducono all'interno della nuova popolazione, gli immigranti aggiungeranno nuovi alleli al pool genico locale della popolazione ospite.

Questo è chiamato migrazione dei geni. A volte due popolazioni di una specie che sono state separate si chiudono a causa della migrazione. I geni di due popolazioni si mescolano attraverso la riproduzione e il risultato provoca variazioni nella prole.

(iv) Genetic Drift (Sewall Wright Effect):

Il termine deriva genetica (effetto Wright di Sewall) si riferisce all'eliminazione di alcuni tratti quando una sezione di una popolazione migra o muore di calamità naturale. Altera la frequenza genica della popolazione rimanente che causa variazione. Prende il nome dal genetista americano Sewall Wright che ne ha realizzato il significato evolutivo. Sebbene la deriva genetica si verifichi in tutte le popolazioni, i suoi effetti sono più marcati in una popolazione isolata molto piccola. Due importanti esempi di deriva genetica sono l'effetto fondatore e l'effetto collo di bottiglia.

(a) Principio Fondatore o Principio Fondatore:

È un importante esempio di deriva genetica nella popolazione umana. Si nota quando un piccolo gruppo di persone chiamato fondatori, lascia le loro case per trovare un nuovo insediamento, la popolazione in un nuovo insediamento può avere diverse frequenze genotipiche da quella della popolazione madre. La formazione di un diverso genotipo in un nuovo insediamento è chiamata l'effetto del fondatore. A volte formano una nuova specie.

(b) Effetto Bottleneck:

Il termine è stato introdotto da Stebbibns per il fenomeno del ciclo annuale e binario di diminuzione e aumento di una dimensione di una popolazione. Quando la popolazione è in declino, il numero di individui può ridursi nella misura in cui il piccolo gruppo di popolazione che costituisce la popolazione diventa isolato e limitato nella distribuzione.

Questi sono quindi esposti a una deriva genetica casuale che porta alla fissazione di determinati geni. Così la popolazione ristabilisce la sua precedente ricchezza. Tale riduzione delle frequenze alleliche è chiamata effetto di strozzatura genetica che spesso impedisce alla specie di estinguersi (Fig. 7.51).

Significato della deriva genetica:

La deriva genetica è una forza evolutiva. La maggior parte delle popolazioni di animali che si incrociano sono piccole. La deriva genetica aiuta le popolazioni a diventare diverse a causa della probabilità che ogni popolazione corregge per caso diversi genotipi.

(v) Accoppiamento non casuale:

L'accoppiamento ripetuto tra individui di determinati tratti selezionati modifica la frequenza del gene. La selezione di un uccello maschio dai colori più vivaci da parte di un uccello femmina può aumentare la frequenza del gene di colore brillante nella generazione successiva.

(vi) Ibridazione:

È l'incrocio di organismi che sono geneticamente differenti in uno o più tratti (caratteri). Aiuta a mescolare geni di diversi gruppi della stessa varietà, specie e talvolta specie diverse.

Tutti questi fattori producono variazioni genetiche nella riproduzione sessuale.

2. Isolamento:

L'isolamento è la prevenzione dell'accoppiamento tra i gruppi di ibridazione a causa di barriere fisiche (ad esempio geografiche, ecologiche) e biotiche (es. Fisiologiche, comportamentali, meccaniche, genetiche). Qualsiasi fattore che impedisca l'incrocio è noto come meccanismo di isolamento. Il meccanismo di isolamento previene l'incrocio attraverso tre metodi (Mayr, 1963) - (i) Restrizione alla dispersione casuale, (ii) Limitazione all'accoppiamento casuale e (iii) Restrizione alla fertilità. L'isolamento riproduttivo è descritto qui.

Isolamento riproduttivo:

L'isolamento riproduttivo è la prevenzione di incroci tra le popolazioni di due specie diverse. Secondo Mayr i meccanismi di isolamento riproduttivo sono le proprietà biologiche degli individui che impediscono l'incrocio di popolazioni naturalmente simpatriche. Mantiene i caratteri della specie ma può portare all'origine di nuove specie. Si possono considerare due sottotipi principali sotto l'isolamento riproduttivo: isolamento prematuro e isolamento post-moratorio.

(a) Isolamento prematuro o prezygotico:

I principali fattori che operano in questo sottotipo sono:

Isolamento meccanico:

La morfologia dei genitali o degli organi riproduttivi (di maschio e femmina) delle due popolazioni può essere molto complicata e diversa; con il risultato, la copulazione tra i maschi di una popolazione e le femmine di un'altra, non si verifica. L'isolamento meccanico è comune tra le specie di insetti. In alcune piante, la struttura del fiore è molto complicata e ciò impedisce l'impollinazione incrociata tra le specie correlate.

Isolamento psicologico:

Le differenze comportamentali limitano l'accoppiamento casuale di individui maschi e femmine di specie diverse. Le differenze comportamentali sono state osservate in particolare durante il corteggiamento, che è un importante fenomeno sessuale, che coinvolge una serie di stimoli e risposte, tra i partner di accoppiamento. Canzoni di uccelli, comportamento di corteggiamento ecc. Possono anche svolgere un ruolo efficace nell'accoppiamento.

Isolamento stagionale:

Questo serve anche come barriera efficace al flusso genico. Qui, il periodo di riproduzione degli individui che si accoppiano è diverso per le diverse specie. Diversi esempi possono essere citati dagli uccelli per illustrare l'isolamento stagionale a causa della differenza nel periodo di riproduzione.

Isolamento gamtico

Nelle forme acquatiche viventi libere, dove la fecondazione è esterna, i gameti prodotti da specie diverse di solito non si attraggono e questo tipo di barriera è noto come isolamento da gioco.

(b) Isolamento post-accoppiamento o postzigotico:

I principali fattori che operano sotto questo sottotipo sono:

Incompatibilità:

In alcuni casi, l'accoppiamento avviene tra le popolazioni, ma la fecondazione potrebbe non aver luogo; o anche la fecondazione può accadere, ma non si formerà alcuna progenie ibrida. Nelle piante, il tubo pollinico non cresce e non raggiunge alcun ovulo.

Trasmissione ibrida:

Qui si verifica la normale fecondazione e si forma anche la progenie ibrida, ma l'ibrido ha una ridotta vitalità. L'inviolabilità ibrida può apparire in qualsiasi fase dello sviluppo.

Sterilità ibrida:

In molti casi, gli ibridi possono essere vigorosi e vivere fino alla maturità sessuale, ma sono sterili. I cavalli e gli asini sono due specie diverse; un ibrido mulo viene prodotto dall'accoppiamento di un asino maschio e una cavalla (cavallo femmina). Allo stesso modo accoppiamento tra stallone (cavallo maschio) e asino femmina, si traduce in un ibrido chiamato hinny. Sia il mulo che il hinny sono sterili.

Ripartizione ibrida:

In alcuni casi, non vengono prodotti solo potenti ibridi F], ma anche questi ibridi producono F ₂ individui di progenie di backcross. Sfortunatamente, la rottura ibrida si traduce in F ₂ e nelle generazioni di backcross, poiché questi individui hanno ridotto il vigore della fertilità o entrambi.

Il raggiungimento dell'isolamento riproduttivo attraverso gli effetti combinati dei meccanismi di isolamento sembra essere un passo importante nella speciazione.

Alcuni animali appartenenti a specie diverse possono produrre ibridi fertili in cattività. Nessuna barriera all'ibridazione tra queste specie si è evoluta durante il loro lungo isolamento l'una dall'altra. La selezione naturale non ha favorito una riduzione dell'ibridazione.

Esempi di specie che si riproducono in cattività e producono ibridi fertili sono (i) leonessa africana (Panthera leo) e tigre asiatica (Panthera tigris) producono 'tigons', (ii) l'orso polare e l'orso bruno dell'Alaska (iii) germano reale (a anatra) e il codone e (iv) i pesci platy e swordtail. È importante notare che queste specie non si incrociano in condizioni naturali.

3. Eredità:

La trasmissione di caratteristiche o variazioni dal genitore alla prole è chiamata ereditarietà che è un importante meccanismo di evoluzione. Gli organismi che possiedono caratteristiche ereditarie che sono utili, sia nell'ambiente naturale dell'animale o in qualche altro ambiente, sono favoriti nella lotta per l'esistenza. Pertanto, i discendenti sono in grado di beneficiare delle caratteristiche vantaggiose dei loro genitori.

4. Selezione naturale (selezione):

Questa è la teoria più ampiamente accettata riguardante il principale meccanismo causale del cambiamento evolutivo profuso da Charles Darwin e Alfred Russel Wallace. Deriva dalla riproduzione differenziale (alcuni membri di una popolazione producono prole abbondante, alcuni solo pochi e altri ancora nessuno), un fenotipo rispetto ad altri fenotipi nella stessa popolazione.

Questo determina la quota relativa di diversi genotipi che gli individui possiedono e si propagano in una popolazione. Secondo il darwinismo, il meccanismo di sopravvivenza e fertilità che influenza il successo riproduttivo o promuove la riproduzione differenziale è chiamato selezione. Ma secondo le opinioni moderne, la selezione è la sostanziale differenza nel contributo dei vari genotipi alla generazione successiva.

5. Speciazione (Origine di nuove specie):

Le popolazioni di una specie presente nei diversi ambienti e separate da barriere geografiche e fisiologiche, accumulano diverse differenze genetiche (variazioni) dovute a mutazioni, ricombinazione, ibridazione, derive genetiche e selezione naturale. Queste popolazioni, quindi, si differenziano morfologicamente e geneticamente l'una dall'altra e diventano isolate in modo riproduttivo, formando nuove specie.