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Selezione naturale

Che cos'è la selezione naturale?

Secondo quanto la teoria di Darwin tutte le popolazioni, non solo quella umana , sono potenzialmente soggette ad andare incontro ad una carenza di risorse nel corso degli anni e che soltanto una piccola parte degli individui che teoricamente potrebbe vivere in un dato ambiente in realtà nasce e riesce a sopravvivere.

Coloro i quali sopravvivono, sono quelli che presentano i caratteri favorevoli alle variazioni dell’ambiente stesso.

Questo processo fu chiamato “selezione naturale”.

Successivamente, con lo sviluppo della genetica, questo processo fu definito più propriamente come tasso differenziale di riproduzione di genotipi diversi in una stessa popolazione. Quindi tale successo riproduttivo differenziale può portare a cambiamenti del pool genico di una popolazione.

La selezione naturale agisce sull’intero fenotipo, dove per fenotipo si intende l’individuazione di importanti caratteristiche di tipo fisico, fisiologico e comportamentale riscontrabili in un organismo.

Generalmente, l’espressione del fenotipo interessa geni differenti, pertanto, ogni particolare caratteristica fenotipica può essere ottenuta attraverso differenti vie genotipiche, tenendo conto anche delle interazioni con l’ambiente esterno.

Tipi di selezione naturale

In base all’effetto sulla distribuzione delle caratteristiche fenotipiche all’interno della popolazione si distinguono tre tipi di selezione naturale:

  • stabilizzante;
  • divergente;
  • direzionale.

tipi di selezione naturale

Rappresentazione grafica raffigurante i vari tipi di selezione naturale.

Selezione stabilizzante

Processo presente in tutte le popolazioni che tende a mantenere una determinata caratteristica uniforme, portando all’eliminazione degli individui con caratteri estremi.

Questo, probabilmente, comporta sin da subito l’eliminazione di molte forme mutanti, spesso nello zigote o nell’embrione.

Un esempio può essere rappresentato dal numero di uova deposte dagli uccelli. In uno studio condotto sugli stormi la percentuale di uccelli che riuscivano a sopravvivere dipendeva dal numero ottimale di 5 uova deposte.

Questa caratteristica genetica di questi uccelli favorisce un numero maggiore di nati che sopravvivono rispetto ai membri della stessa specie che depongono un numero superiore o inferiore di uova.

Un altro esempio è rappresentato dal peso dei neonati umani, i bambini che pesano più o meno del valore intermedio della popolazione alla nascita mostrano un tasso di mortalità maggiore rispetto a quelli con peso vicino alla media.

Quando la frequenza di due o più forme fenotipiche in una popolazione è relativamente stabile si parla di polimorfismo bilanciato.

Questo fenomeno è caratterizzato dalla predominanza (o vantaggio eterozigote), in altre parole un individuo eterozigote per una particolare caratteristica è maggiormente favorito rispetto ad un individuo omoziogote.

Inoltre un polimorfismo bilanciato è caratterizzato anche dalla selezione  dipendente dalla frequenza e dall'eterogeneità ambientale.

Selezione direzionale

Tende ad aumentare la proporzione di individui con un fenotipo estremo, sostituendo gradualmente nel pool genico un allele o un gruppo di alleli con un altro.

Questa forma di selezione tende ad essere predominante quando gli individui di una popolazione si trovano a fronteggiare dei cambiamenti ambientali.

Un esempio di selezione direzionale è rappresentato dall’evoluzione della farfalla Biston betularia, dove la direzione favorita varia in relazione agli effetti dell'uomo, infatti, nel corso del tempo, con il diffondersi di sostanze inquinanti, le betulle su cui tali farfalle si posavano  erano diventate nere. Questo cambiamento ci ha permesso di osservare delle rapide variazioni nel cambiamento nel colore delle ali della farfalla che da chiare diventarono nere.

Mentre prima le farfalle con le ali nere erano considerate sfavorite sui tronchi chiari, ora rappresentava una caratteristica importante per sfuggire ai predatori.

Un altro esempio di selezione direzionale è lo sviluppo della resistenza agli insetticidi.

In passato sostanze come il DDT erano considerate sostanze chimiche dannose per gli insetti, successivamente, però persero il loro valore di utilità in quanto dannose per l’ambiente  ma anche a causa dell’aumento straordinario dei ceppi resistenti.

Selezione divergente

Elimina le forme intermedie favorendo la formazione di due varianti fenotipiche estreme portando quindi alla coesistenza in una stessa popolazione di due o più forme fenotipicamente distinte (polimorfismo).

Esistono altri due tipi di selezione naturale:

Selezione frequenza-dipendente: opera riducendo la frequenza dei fenotipi più comuni e incrementando la frequenza di quelli meno comuni. Questo tipo di selezione riveste un ruolo importante nel conservare il polimorfismo nelle  popolazioni che sono prede di altre.

Selezione sessuale: per selezione sessuale si intende la competizione che nasce tra individui di uno stesso sesso, generalmente i maschi, per conquistare l’altro sesso. Secondo lo stesso Darwin, quindi,  gli adattamenti degli animali dipendono anche dalla selezione sessuale.

Inoltre, si pensa che quest’ultima sia la ragione principale del dimorfismo sessuale, che determina  le differenze tra maschi e femmine, non solo dal punto di vista della riproduzione ma anche dei comportamenti in fase di accoppiamento.

Per esempio, alcuni uccelli presentano un piumaggio molto colorato per attrarre la femmina.

L’adattamento che deriva dalla selezione naturale

In biologia il termine adattamento può assumere differenti significati:

  • Una conseguenza di equilibrio con l’ambiente esterno;
  • Una caratteristica particolare che contribuisce all’integrazione dell’organismo con l’ambiente;
  • Il processo evolutivo che produce individui sempre più adatti a quel particolare ambiente nel corso del tempo.

Esistono due particolari tipi di adattamento:

Cline: quello relativo all’ambiente fisico, cioè la stessa specie osservata in un ambiente diverso dal punto di vista geografico , con cambiamenti graduali di temperatura, di umidità o di qualche altra condizione ambientale, può presentare variazioni fenotipiche di un carattere o di un complesso di caratteri.

Pertanto, una specie che occupa habitat differenti può apparire leggermente più grande, per esempio, in un ambiente rispetto ad un altro. 

Tutte le caratteristiche di quella specie in ogni ambiente differente vengono definite con il termine ecotipo.

Per esempio, la Cymodocea nodosa, una fanerogama marina che facilmente si adatta ai cambiamenti ambientali, presente nella Ria Formosa (Faro, Portogallo) ha le foglie molto più larghe e lunghe rispetto a quella presente nel mar Mediterraneo.

Coevoluzione: avviene quando le popolazioni di due o più specie differenti interagiscono tanto strettamente tra di loro, portando ad un adattamento simultaneo delle specie. Per esempio, i fiori ei loro impollinatori.

Quando le piante hanno cominciato a sviluppare difese chimiche da scoraggiare gli insetti o altri animali da utilizzarle come nutrimento, gli stessi animali si sono adattati sviluppando dei particolari enzimi in grado di metabolizzare gli effetti tossici di queste sostanze chimiche.

Modelli di evoluzione

La selezione naturale ha, quindi, una stretta correlazione con i diversi tipi di evoluzione.

Quando osserviamo tra due specie diverse somiglianze di forma o di funzione è importante capire se esse siano il risultato di adattamenti ad ambienti simili oppure se vi sia una stretta parentela evolutiva.

Possiamo distinguere 3 tipi di evoluzione:

Convergente: Organismi che vivono nello stesso ambiente, pur appartenenti a specie molto lontane dal punto di vista evolutivo, presentano strutture analoghe, cioè che hanno la stessa funzione nonostante origini evolutive differenti.

Per esempio, il tonno è un pesce e il delfino è un mammifero, però hanno una forma corporea estremamente idrodinamica e fondamentalmente simile perché vivono nello stesso ambiente.

evoluzione convergente

Divergente: popolazioni simili e con un antenato comune tendono a diversificarsi. Questo processo, se agisce sufficientemente a lungo, può portare alla formazione di nuove specie.

evoluzione divergente

Parallela: è il processo per cui specie imparentate evolvono in modo simile per lunghi periodi di tempo, perché sottoposte alle stesse pressioni selettive.

evoluzione parallela

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