RADIAZIONE ADATTATIVA: PROCESSO, TIPI ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2025

La radiazione adattativa è un fenomeno che coinvolge la diversificazione evolutiva di un insieme di specie che porta alla comparsa, per un adattamento "veloce" a differenti nicchie ecologiche, di nuove forme dalla stessa specie ancestrale.

Il concetto di radiazione adattativa fu proposto da Charles Darwin, un naturalista inglese del XIX secolo, dopo un viaggio intrapreso alle Isole Galapagos, dove osservò in dettaglio diverse specie di fringuelli isolani, discendenti di antenati continentali, che avevano diverse modificazioni nei loro becchi. .

Radiazione adattiva del fringuello (Fonte: Jackie Malvin tramite Wikimedia Commons)

Il ritrovamento di questi fringuelli rappresentò per Darwin la principale evidenza zoologica a sostegno delle sue teorie della "discesa con modificazione", poiché le diverse forme di becco che osservava, tutte derivate dalla stessa stirpe ancestrale, sembravano essere adattate per sfruttare le diverse risorse della stessa nicchia trofica, "partizionandola".

È stato accertato che le principali cause di radiazione adattativa hanno a che fare con l'interruzione del flusso genico tra individui della stessa specie (isolamento geografico), con marcate variazioni ambientali e con l'assenza di predatori o pressioni selettive negative.

In questo senso, è un fatto della storia naturale che gli eventi di estinzione di massa abbiano portato all'impressionante radiazione adattativa di molti gruppi di esseri viventi, poiché l'assenza di organismi offre opportunità alle specie sopravvissute di colonizzare nicchie vuote e passare attraverso processi. radiazione adattativa.

Processo di radiazione adattativa

La radiazione adattativa, come spiegato, è la comparsa di nuove specie ecologicamente diverse da una comune stirpe ancestrale.

Questi eventi avvengono necessariamente attraverso un processo di speciazione che, secondo il concetto di specie biologica, implica un'interruzione del flusso genico (isolamento riproduttivo) tra la prole “modificata” e il suo diretto antenato.

Molti autori sono favorevoli all'idea che la radiazione adattativa sia una sorta di "estensione" del processo di speciazione, ma che sia guidata da fattori ecologici e soggetta a condizioni iniziali del tutto speciali.

Solitamente, l'isolamento geografico è uno dei principali fattori che influenzano la radiazione adattativa, poiché le popolazioni che si isolano sono "costrette" ad adattarsi per sfruttare nuove nicchie ecologiche o l'assenza di vecchi predatori.

Uno degli esempi che meglio illustra come avviene il processo di radiazione adattativa è la colonizzazione di isole, cime di alcune montagne e laghi giovani (o vergini) da parte di specie provenienti da altre fonti.

Le isole geografiche possono essere il prodotto di diversi eventi geologici, ma possono anche essere considerate isole ecologiche, poiché l'isolamento di individui da una popolazione a causa di differenze comportamentali o ambientali rappresenta anche una barriera al flusso genico, che porta alla speciazione.

Come si verifica la radiazione adattativa su un'isola?

Se consideriamo un'isola geografica di recente formazione (geologicamente parlando) possiamo immaginare che questa, inizialmente, sarà "nuda" o priva di qualsiasi essere vivente.

Quest'isola, quindi, rappresenta una straordinaria opportunità ecologica per la colonizzazione o l'insediamento di qualsiasi specie dalla terraferma (continentale) o meno, che possa sfruttare le risorse ecologiche che quest'isola offre.

Le specie colonizzatrici possono essere batteri, funghi, alghe, piante terrestri, animali, ecc., Che insediandosi nella “nuova” isola possono adattare o specializzare alcuni dei suoi tratti per lo sfruttamento trofico, ad esempio, di una nuova nicchia. probabilmente molto diversi dalla nicchia da cui sono emersi.

Prima o poi, sulla scala evolutiva, le differenze nei tratti che sono state stabilite significheranno una barriera riproduttiva che impedirà il flusso genico tra gli individui colonizzanti e quegli "individui ancestrali" dalla terraferma da cui si sono diversificati.

Diversificazione adattativa vs radiazione adattativa

È importante notare che la definizione moderna di radiazione adattativa ha due caratteristiche principali:

- La radiazione adattiva non è la stessa della diversificazione per adattamento (per selezione naturale) all'interno della stessa specie

- L'adattamento dà origine a radiazioni adattive

Ciò che queste due frasi significano è che senza speciazione non si può parlare di radiazione adattativa, così come non si può parlare di speciazione senza radiazione adattativa (non si tratta solo di piccoli cambiamenti individuali come risposta adattativa a una nuova condizione ambientale).

tipi

Secondo alcuni autori, gli eventi di radiazione adattativa possono essere "classificati" in tre tipi, questo in base allo stimolo che innesca il processo. Pertanto, la radiazione adattativa può verificarsi a causa di un cambiamento ambientale, un adattamento generale o la formazione di un arcipelago.

Quando si tratta di radiazioni adattive innescate da cambiamenti ambientali, ciò si verifica a causa della pressione selettiva che costringe le specie ad adattarsi a un ambiente che è cambiato notevolmente, al fine di sopravvivere.

La radiazione avviene, quindi, in modo tale che le nuove specie che si andranno a formare lo faranno per colonizzare nuove nicchie ecologiche che sorgono in conseguenza di detti cambiamenti ambientali.

Le radiazioni adattative che derivano da adattamenti generali lo fanno grazie alla comparsa o allo sviluppo di nuove capacità in individui della stessa specie, che consente loro di colonizzare nuove nicchie ecologiche.

La formazione o l'esistenza di arcipelaghi, alte quote montuose o isole oceaniche rappresenta una delle principali cause di radiazione adattativa, poiché questi siti possono essere colonizzati da nuove specie che devono adattarsi rapidamente a questi luoghi, evolutivamente divergendo dai loro immediati antenati.

Esempi di radiazione adattativa

- Animali

Fringuelli (uccelli)

Darwin ha fornito alla comunità scientifica il miglior esempio che ha potuto ottenere per dimostrare la radiazione adattativa negli animali: il caso dei fringuelli nelle isole Galapagos.

I fringuelli sono un tipo di uccello che si nutre di semi e appartengono al genere Geospiza. Si pensa che questi uccelli si siano recentemente discostati l'uno dall'altro, dove si è verificato l'isolamento riproduttivo a causa della divergenza ecologica parzialmente associata all'adattamento a diversi tipi di semi.

Fringuelli delle Galapagos (Fonte: Robert Taylor Pritchett tramite Wikimedia Commons)

Negli uccelli, le differenze nella forma e nelle dimensioni del corpo, nonché alcune caratteristiche del canto legate alla morfologia, possono portare all'isolamento pre-riproduttivo, che comporta gradualmente un processo di speciazione.

Ciclidi (pesce)

Un altro classico esempio di radiazione adattativa è quello dei ciclidi, che appartengono alla famiglia dei pesci tropicali d'acqua dolce dei Cichlidi.

Le specie di questa famiglia discendono da una specie che si nutriva di alghe e sedimenti molli, ma specie diverse si sono discostate in siti diversi da questa.

Filogenesi dei pesci ciclidi (Fonte: figura originaleː Joana I. Meier, David A. Marques, Salome Mwaiko, Catherine E. Wagner, Laurent Excoffier e Ole Seehausen Editing di Dennis Pietras, Buffalo, NY USA tramite Wikimedia Commons)

In un lago noto come Barombi Mbo, un processo di radiazione adattativa ha originato 11 specie diverse, tra cui specie predatrici di altri pesci e insetti, specie che si nutrono di uova, specie filtranti e altre che si nutrono come spugne.

La radiazione adattativa si è verificata anche in un altro lago, il Lago Malawi, forse il più significativo tra i ciclidi, dove si trovano pesci che si nutrono degli ectoparassiti di altri pesci e pesci che strappano pezzi di pelle di altri pesci. Sono stati inoltre identificati ciclidi che si nutrono di squame, uova di altri pesci e loro larve, ecc.

La radiazione adattativa di questi pesci non era dovuta solo allo sfruttamento di nuove nicchie trofiche (cibo), ma anche ad alcuni comportamenti e modelli di habitat che sono stati descritti da vari autori.

- Impianti

Un esempio di radiazione adattativa è quello delle piante vascolari e la colonizzazione degli ambienti terrestri. Le piante vascolari senza semi apparvero per la prima volta nella documentazione sui fossili siluriani, ma divennero più diversificate durante il Carbonifero.

L'improvvisa radiazione adattativa delle angiosperme (piante da fiore) si è verificata nel Giurassico, momento in cui si pensa che siano derivate da felci con semi. La sua complessità è aumentata, tuttavia, solo circa 100 milioni di anni fa.

Durante la diversificazione delle angiosperme, cioè la loro radiazione adattativa, si sono verificate almeno tre transizioni: prima l'aspetto del carpello, poi l'aspetto della doppia fecondazione e infine l'aspetto dei fiori così come li conosciamo nel presente.

Riferimenti

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