ISOLAMENTO GEOGRAFICO: VANTAGGI, SVANTAGGI ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2024

L' isolamento geografico è un termine usato nella biologia evolutiva e nell'ecologia per riferirsi alla separazione spaziale di un gruppo di organismi. Può verificarsi da un evento naturale, come i cambiamenti nella geologia della regione o da strutture artificiali.

Nella maggior parte dei casi, le specie sono isolate dalla presenza di diversi tipi di barriere naturali, che si tratti di oceani, laghi, montagne, tra gli altri, che possono ridurre drasticamente il contatto tra gli individui nella popolazione.

Fonte: dalla NASA, tramite Wikimedia Commons

Una volta separati i due gruppi di individui, i due ambienti a cui erano esposti esercitano pressioni selettive differenti sugli individui, costringendoli a seguire percorsi evolutivi differenti.

Le forze evolutive della selezione naturale e della deriva genica determineranno cambiamenti nelle frequenze alleliche dei nuovi gruppi, differenziandoli dalla popolazione parentale.

A seconda dell'entità della separazione e del tempo in cui viene mantenuta, possono verificarsi eventi di speciazione: formazione di nuove specie, aumentando così la diversità del gruppo.

Allo stesso modo, l'isolamento può anche portare all'estinzione di un gruppo di individui, sia per mancanza di diversità genetica, sia per processi di consanguineità.

Vantaggi e svantaggi

L'isolamento geografico degli organismi può essere tradotto in due processi: la speciazione, in cui emergono nuove specie o l'estinzione del gruppo che ha vissuto l'isolamento.

Di seguito descriveremo in profondità ciascuno dei processi, interpretando la speciazione come un "vantaggio", poiché aumenta la diversità e l'estinzione come "svantaggio":

La speciazione

Il processo mediante il quale si formano nuove specie è di interesse per i biologi evoluzionisti. L'ornitologo Ernst Mayr ha contribuito notevolmente alla descrizione di questo fenomeno. Secondo Mayr, la speciazione è influenzata da due fattori: l'isolamento e la divergenza genetica degli individui coinvolti.

In primo luogo, affinché due popolazioni siano sufficientemente differenziate da essere considerate specie, il flusso di geni tra di loro deve essere interrotto. In altre parole, non devono riprodursi.

In secondo luogo, la divergenza genetica deve manifestarsi durante il periodo di isolamento in modo tale che se gli individui si incontrano di nuovo - a causa del collasso della barriera che inizialmente li separava - il processo di riproduzione non sarà efficiente e la loro prole avrà una forma relativamente maggiore. inferiore ai loro genitori.

L'efficacia del processo di isolamento geografico per produrre speciazione dipende da diversi fattori intrinseci al gruppo che si sta separando, come la capacità di muoversi.

Speciazione allopatrica

L'evento degli isolamenti geografici che danno luogo a processi di speciazione attraverso la separazione di una barriera insormontabile è chiamato speciazione allopatrica, termine derivato dalle radici greche che letteralmente significa "in un altro paese".

Una volta che le specie sono fisicamente isolate, affrontano diverse condizioni ambientali e pressioni selettive che le guidano lungo diversi percorsi evolutivi.

Prendiamo come esempio ipotetico una popolazione di lucertole isolata da un fiume, le condizioni meteorologiche sul lato sinistro potrebbero essere più fredde di quelle sul lato destro. Pertanto, i meccanismi di selezione naturale e deriva genica agiranno in modo indipendente, portando alla progressiva differenziazione delle lucertole.

In questo modo, gli individui acquisiscono caratteristiche diverse, ecologiche, etologiche, fisiologiche, tra le altre, rispetto alla specie madre. Nel caso in cui la barriera di isolamento sia stata sufficiente a promuovere l'evento di speciazione, non ci deve essere flusso genico se le due specie risultanti si incontrano di nuovo.

Esiste un consenso tra i biologi che supportano l'importanza della speciazione allopatrica nella generazione di nuove specie, poiché limita efficacemente il flusso di geni tra gli organismi.

Estinzione

Quando la separazione degli individui avviene grazie a barriere che non possono essere superate, alcuni dei gruppi possono estinguersi.

Quando è separato dalla specie madre, la diversità del gruppo può essere bassa e non si adatterà alle nuove pressioni imposte dal nuovo ambiente che devono affrontare.

Allo stesso modo, se la popolazione separata è rappresentata da un numero limitato di individui, la consanguineità (incrocio tra parenti stretti) può avere conseguenze negative.

Lo stesso Charles Darwin era già a conoscenza degli effetti negativi della consanguineità sulle popolazioni naturali. Quando si incrociano parenti stretti, c'è una maggiore probabilità che vengano espressi determinati alleli deleteri.

Ad esempio, se in una famiglia c'è un gene per una certa patologia che si esprime solo quando l'individuo ha entrambi gli alleli (omozigoti recessivi) e due fratelli si incrociano, c'è una maggiore probabilità che la prole porti entrambi gli alleli per la malattia, a differenza di un incrocio con un individuo che non porta detto allele deleterio.

Allo stesso modo, quando le costruzioni umane privano gli animali di spostarsi nei luoghi desiderati, la loro popolazione può diminuire a causa della mancanza di cibo.

Esempi

Isolamento e speciazione negli scoiattoli antilope nel Grand Canyon del Colorado

Nel Grand Canyon si tratta di una formazione di dimensioni straordinarie che è stata scolpita per 2.000 anni dal fiume Colorado. Si trova nel nord dell'Arizona degli Stati Uniti.

Due specie di scoiattolo abitano questa regione, che secondo la ricerca sono il prodotto di un evento di speciazione allopatrica. Una delle specie vive nella regione sinistra e un'altra nella destra, separate da una distanza minima. Tuttavia, le due specie non sono in grado di incrociarsi.

Al contrario, le specie che hanno la capacità di muoversi liberamente su entrambi i lati del canyon non hanno mostrato segni di speciazione.

Isolamento e speciazione nel pesce del fiume Congo

I concetti descritti per le specie acquatiche possono essere finora difficili da applicare. Comunque è possibile.

I ciclidi sono una famiglia di pesci caratterizzata da un'immensa diversità nel fiume Congo. Questa particolarità attirò l'attenzione degli ittiologi che cercarono di capire perché il fiume fosse abitato da così tante specie e quali fattori favorissero massicci eventi di speciazione.

Dopo aver studiato la conformazione del fiume, gli scienziati sono giunti alla conclusione che l'idrologia del fiume, causata dalle sue acque turbolente, funzionava come barriere che impedivano il contatto - e quindi il flusso genico - di specie ittiche molto vicino.

Riferimenti

1. Aggiunge J., Larkcom, E. e Miller, R. (2004). Genetica, evoluzione e biodiversità. Nelson Thornes.
2. Museo Americano di Storia Naturale. (2017). Evoluzione dei pesci del fiume Congo plasmati da rapide intense: uno studio genomico nel Congo inferiore rivela una diversificazione su microscala. ScienceDaily. Estratto il 16 ottobre 2018 da www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
3. Audesirk, T., Audesirk, G. e Byers, BE (2004). Biologia: scienza e natura. Pearson Education.
4. Curtis, H. e Schnek, A. (2006). Invito alla biologia. Ed. Medica panamericana
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6. Rice, S. (2007). Enciclopedia dell'evoluzione. Fatti in archivio.
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