SELEZIONE NATURALE: MECCANISMO, PROVE, TIPI ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2025

La selezione naturale è un meccanismo evolutivo proposto dal naturalista britannico Charles Darwin, dove c'è un successo riproduttivo differenziale tra gli individui in una popolazione.

La selezione naturale agisce in termini di riproduzione di individui che portano determinati alleli, lasciando più prole di altri individui con alleli diversi. Questi individui si riproducono di più e quindi aumentano la loro frequenza. Il processo di selezione naturale darwiniana dà luogo ad adattamenti.

Fonte: vedi Fonte, tramite Wikimedia Commons Alla luce della genetica della popolazione, l'evoluzione è definita come la variazione delle frequenze alleliche nella popolazione. Ci sono due processi o meccanismi evolutivi che portano a questo cambiamento: la selezione naturale e la deriva genica.

Charles Darwin

La selezione naturale è stata fraintesa sin da quando Darwin ha reso note per la prima volta le sue idee rivoluzionarie. Dato il contesto politico e sociale del tempo, le teorie del naturalista sono state estrapolate erroneamente alle società umane, frasi emergenti che oggi sono viralizzate dai media e dai documentari come "la sopravvivenza del più adatto".

Cos'è la selezione naturale?

La selezione naturale è il meccanismo proposto dal naturalista britannico Charles Darwin nell'anno 1859. L'argomento è trattato in modo molto dettagliato nel suo capolavoro L'origine delle specie.

È una delle idee più importanti nel campo della biologia, poiché spiega come hanno avuto origine tutte le forme di vita che oggi siamo in grado di apprezzare. È paragonabile alle idee di grandi scienziati di altre discipline, come Isaac Newton, per esempio.

Darwin spiega attraverso numerosi esempi osservati durante i suoi viaggi come le specie non siano entità immutabili nel tempo e propone che provengano tutte da un antenato comune.

Sebbene esistano dozzine di definizioni di selezione naturale, la più semplice e concreta è quella di Stearns & Hoekstra (2000): "la selezione naturale è la variazione del successo riproduttivo associata a un tratto ereditabile".

Va detto che l'evoluzione e la selezione naturale non perseguono uno scopo o un obiettivo specifico. Produce solo organismi adattati al loro ambiente, senza alcun tipo di specificazione della potenziale configurazione che avranno questi organismi.

Meccanismo

Alcuni autori esprimono che la selezione naturale è un'inevitabilità matematica, poiché si verifica ogni volta che vengono soddisfatti tre postulati, che vedremo di seguito:

Variazione

Gli individui che appartengono alla popolazione mostrano variazioni. In effetti, la variazione è una condizione sine qua non perché avvengano processi evolutivi.

La variazione negli organismi si verifica a diversi livelli, dalle variazioni nei nucleotidi che compongono il DNA alle morfologie e variazioni nel comportamento. Man mano che abbassiamo il livello, troviamo più variazione.

Ereditabilità

La caratteristica deve essere ereditabile. Queste variazioni presenti nella popolazione devono passare dai genitori ai figli. Per verificare se un tratto è ereditabile, viene utilizzato un parametro chiamato “ereditabilità”, definito come la proporzione della varianza fenotipica dovuta alla variazione genetica.

Matematicamente, è espresso come h ² = V _G / (V _G + V _E ). Dove V _G è la varianza genetica e V _E è il prodotto della varianza dell'ambiente.

C'è un modo molto semplice e intuitivo per quantificare l'ereditabilità: la misura del carattere dei genitori vs. carattere nei bambini. Ad esempio, se vogliamo confermare l'ereditabilità delle dimensioni del becco negli uccelli, misuriamo la taglia y nei genitori e le mettiamo in grafico rispetto alle dimensioni nella prole.

Nel caso si osservi che il grafico tende ad una retta (il r ² è vicino a 1) possiamo concludere che le caratteristiche sono ereditabili.

Il carattere variabile è correlato al

L'ultima condizione affinché la selezione naturale agisca nella popolazione è la relazione del tratto con l'idoneità: questo parametro quantifica la capacità degli individui di riprodursi e sopravvivere e varia da 0 a 1.

In altre parole, questa caratteristica deve aumentare il successo riproduttivo del suo portatore.

Esempio ipotetico: la coda degli scoiattoli

Scoiattolo Kaibaba

Prendiamo un'ipotetica popolazione di scoiattoli e pensiamo se la selezione naturale potrebbe agire o meno su di essa.

La prima cosa che dobbiamo fare è verificare se c'è variazione nella popolazione. Possiamo farlo misurando i caratteri di interesse. Supponiamo di trovare una variazione nella coda: ci sono varianti con una coda lunga e una coda corta.

Successivamente, dobbiamo confermare se la caratteristica "dimensione coda" è ereditabile. Per fare ciò, misuriamo la lunghezza della coda dei genitori e la tracciamo in base alla lunghezza della coda dei bambini. Se troviamo una relazione lineare tra le due variabili, significa che, effettivamente, l'ereditabilità è alta.

Infine, dobbiamo confermare che la dimensione della coda aumenta il successo riproduttivo del portatore.

La coda più corta può consentire agli individui di muoversi più facilmente (questo non è necessariamente vero, è per scopi puramente educativi) e consente loro di sfuggire ai predatori con maggiore successo rispetto ai portatori dalla coda lunga.

Pertanto, nel corso delle generazioni, la caratteristica del "ceppo corto" sarà più frequente nella popolazione. Questa è l'evoluzione per selezione naturale. E il risultato di questo processo semplice, ma molto potente, sono gli adattamenti.

Prova

La selezione naturale, e l'evoluzione in generale, è supportata da prove straordinariamente robuste provenienti da varie discipline, tra cui paleontologia, biologia molecolare e geografia.

Reperti fossili

La documentazione fossile è la prova più chiara che le specie non sono entità immutabili, come si pensava prima del tempo di Darwin.

Omologia

I discendenti con modificazioni sorte nell'origine della specie, trovano appoggio nelle strutture omologhe - strutture di origine comune, ma che possono presentare alcune variazioni.

Ad esempio, il braccio umano, l'ala del pipistrello e le pinne della balena sono strutture omologhe, poiché l'antenato comune di tutti questi lignaggi aveva lo stesso modello osseo nella parte superiore. In ogni gruppo, la struttura è stata modificata a seconda dello stile di vita dell'organismo.

Biologia molecolare

Allo stesso modo, i progressi della biologia molecolare ci consentono di conoscere le sequenze in organismi diversi e non c'è dubbio che vi sia un'origine comune.

Osservazione diretta

Infine, possiamo osservare il meccanismo della selezione naturale in azione. Alcuni gruppi con tempi di generazione molto brevi, come batteri e virus, consentono di osservare l'evoluzione del gruppo in un breve periodo di tempo. L'esempio tipico è l'evoluzione degli antibiotici.

Cosa non è la selezione naturale?

Sebbene l'evoluzione sia la scienza che dà senso alla biologia - per citare il famoso biologo Dobzhansky "nulla ha senso in biologia se non alla luce dell'evoluzione" - ci sono molte idee sbagliate nella biologia evolutiva e nei relativi meccanismi. è.

La selezione naturale sembra essere un concetto popolare, non solo per gli accademici, ma anche per la popolazione generale. Tuttavia, nel corso degli anni, l'idea è stata distorta e travisata sia nel mondo accademico che nei media.

Non è la sopravvivenza del più adatto

Quando si parla di "selezione naturale", è quasi impossibile non evocare frasi come "sopravvivenza del più adatto o del più adatto". Sebbene queste frasi siano molto popolari e siano state ampiamente utilizzate in documentari e simili, non esprimono accuratamente il significato di selezione naturale.

La selezione naturale è direttamente correlata alla riproduzione degli individui e indirettamente alla sopravvivenza. Logicamente, più a lungo un individuo vive, più è probabile che si riproduca. Tuttavia, il collegamento diretto del meccanismo è con la riproduzione.

Allo stesso modo, l'organismo "più forte" o "più atletico" non si riproduce sempre in maggiore quantità. Per questi motivi, la nota frase deve essere abbandonata.

Non è sinonimo di evoluzione

L'evoluzione è un processo in due fasi: una che causa variazione (mutazione e ricombinazione), che è casuale, e una seconda fase che determina il cambiamento delle frequenze alleliche nella popolazione.

Quest'ultimo stadio può avvenire per selezione naturale o per deriva genetica o genetica. Pertanto, la selezione naturale è solo la seconda parte di questo fenomeno più ampio chiamato evoluzione.

Tipi ed esempi

Esistono varie classificazioni della selezione. Il primo classifica gli eventi di selezione in base al loro effetto sulla media e alla varianza nella distribuzione di frequenza del personaggio studiato. Questi sono: selezione stabilizzante, direzionale e dirompente

Abbiamo anche un'altra classificazione che dipende dalla variazione del fitness in base alla frequenza dei vari genotipi nella popolazione. Queste sono le selezioni dipendenti dalla frequenza positiva e negativa.

Infine, c'è la selezione hard e soft. Questa classificazione dipende dall'esistenza di concorrenza tra individui nella popolazione e dall'entità della pressione selettiva. Descriveremo di seguito i tre tipi di selezione più importanti:

Selezione stabilizzante

Si ha una selezione stabilizzante quando gli individui che hanno il carattere "medio" o più frequente (quelli che si trovano nel punto più alto nella distribuzione di frequenza) sono quelli con la forma fisica più alta.

Al contrario, gli individui trovati nelle code della campana, lontani dalla media, vengono eliminati nel corso delle generazioni.

In questo modello di selezione, la media rimane costante per generazioni, mentre la varianza diminuisce.

Un classico esempio di selezione stabilizzante è il peso del bambino alla nascita. Sebbene i progressi della medicina abbiano allentato questa pressione selettiva con procedure come il taglio cesareo, la dimensione è spesso un fattore decisivo.

I bambini piccoli perdono calore rapidamente, mentre i bambini che sono significativamente più pesanti della media hanno problemi con il parto.

Se un ricercatore cerca di studiare il tipo di selezione che si verifica in una data popolazione e quantifica solo la media della caratteristica, può giungere a conclusioni sbagliate, credendo che l'evoluzione non stia avvenendo nella popolazione. Per questo motivo, è importante misurare la varianza del carattere.

Selezione direzionale

Il modello di selezione direzionale propone che gli individui che si trovano in una delle code della distribuzione di frequenza sopravvivano per generazioni, sia nel settore sinistro che in quello destro.

Nei modelli di selezione direzionale, la media cambia nel corso delle generazioni, mentre la varianza rimane costante.

Il fenomeno della selezione artificiale effettuata dall'uomo sui propri animali e piante domestici è una tipica selezione direzionale. In generale, si intende che gli animali (ad esempio il bestiame) siano più grandi, producano più latte, siano più forti, ecc. Lo stesso accade nelle piante.

Nel corso delle generazioni, la media del carattere selezionato della popolazione varia a seconda della pressione. Se si cercano vacche più grandi, la media aumenterebbe.

In un sistema biologico naturale, possiamo prendere l'esempio della pelliccia di un certo piccolo mammifero. Se la temperatura diminuisce costantemente nel suo habitat, quelle varianti che hanno un mantello più spesso saranno selezionate da una mutazione casuale.

Selezione dirompente

La selezione dirompente funziona favorendo gli individui più lontani dalla media. Con il passare delle generazioni, la frequenza delle code aumenta, mentre gli individui che in precedenza erano vicini alla media iniziano a diminuire.

In questo modello, la media può essere mantenuta costante, mentre la varianza aumenta: la curva si allarga sempre di più fino a dividere in due.

Si suggerisce che questo tipo di selezione possa portare a eventi di speciazione, a condizione che si verifichi un adeguato isolamento tra le due morfologie poste alle estremità della coda.

Ad esempio, una certa specie di uccello può avere notevoli variazioni nel becco. Supponiamo che ci siano semi ottimali per becchi molto piccoli e semi ottimali per becchi molto grandi, ma i becchi intermedi non ottengono cibo adatto.

Pertanto, i due estremi aumenterebbero di frequenza e, se venissero date le condizioni appropriate che propizino eventi di speciazione, potrebbe essere che nel tempo gli individui con diverse variazioni del picco diventino due nuove specie.

Fonte: Ealbert17, da Wikimedia Commons

Riferimenti

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