TEORIA SINTETICA DELL'EVOLUZIONE: STORIA, POSTULATI, EVIDENZE, PUNTI DI FORZA - BIOLOGIA - 2025

La teoria sintetica dell'evoluzione , nota anche come teoria neo-darwiniana o sintesi moderna dell'evoluzione, è una teoria che propone un collegamento tra le teorie darwiniane della selezione naturale e le teorie dell'eredità proposte da Gregor Mendel.

Questa teoria fornisce spiegazioni per la trasformazione di una specie mediante selezione naturale e per la divisione di una specie in sottogruppi isolati (speciazione). Concepisce l'evoluzione come la somma di eventi casuali (mutazioni e ricombinazioni) e di eventi non casuali come la selezione naturale.

Darwin e Mendel (Fonte: immagini originali: indeterminato, organizzato da SteinBike tramite Wikimedia Commons)

Nella teoria sintetica dell'evoluzione l'evento evolutivo fondamentale è un cambiamento nella frequenza di comparsa di un allele in una popolazione. Pertanto, questa teoria si basa sull'analisi di tutti i fattori che influenzano i cambiamenti nelle frequenze alleliche della popolazione, vale a dire: mutazione, selezione e deriva genica.

Questa teoria rafforza il ruolo essenziale della selezione naturale come "motore" dell'evoluzione, ma a differenza delle prime teorie evolutive, si basa su diversi elementi teorici che ne facilitano l'interpretazione e l'analisi.

Storia

Per raccontare la storia della teoria sintetica dell'evoluzione, è necessario fare un resoconto storico degli antecedenti che hanno avuto luogo in modo che questa teoria avesse un posto nel mondo scientifico.

Darwin e Wallace

Si potrebbe dire che tutto ebbe inizio nel 1858 con i naturalisti inglesi Charles Darwin e Alfred Wallace, i quali giunsero autonomamente alla deduzione che la selezione naturale sia il meccanismo responsabile dell'origine delle variazioni fenotipiche e, quindi, della speciazione.

Alfred Wallace. Utente Tagishsimon su en.wikipedia

In alcuni testi è indicato che entrambi gli autori hanno presentato un'ipotesi nota come "discendenti con modificazione per selezione naturale", per mezzo della quale hanno affermato 5 cose:

1. Tutti gli organismi producono più prole di quanto l'ambiente in cui vivono può sostenere
2. La variabilità intraspecifica (all'interno della stessa specie) della maggior parte dei tratti è estremamente abbondante
3. La competizione per risorse limitate finisce in una "lotta per la sopravvivenza"
4. In natura, c'è l'eredità di tratti modificati, cioè alcune modifiche possono essere ereditate dai genitori alla loro prole
5. Quando le "modifiche" sono considerevoli, ciò può provocare l'evoluzione o l'apparizione di una nuova specie

Entrambi i naturalisti hanno sostenuto le loro teorie con osservazioni dettagliate di reperti fossili e di organismi viventi nei loro ambienti naturali.

Gregor Mendel

Gregor Mendel

Nello stesso decennio (1856), il monaco austriaco Gregor Mendel eseguì una serie di esperimenti con piante di pisello, mediante i quali determinò che i caratteri vengono ereditati come "entità fisiche" dai genitori alla progenie.

Grazie alle sue scoperte, Mendel è stato in grado di formulare le "leggi di ereditarietà dei tratti", che descrivono i principi di dominanza, segregazione e distribuzione indipendente dei geni, che sono ora le basi fondamentali della genetica.

Ci sono prove che Darwin lesse le opere pubblicate da Mendel alla Brünn Natural History Society a metà degli anni 1860. Tuttavia, non vi fece riferimento nel suo famoso libro The Origin of Species, probabilmente perché non capiva con certezza. ciò a cui si riferiva quest'ultimo.

Neo-darwinismo

Le opere di Mendel furono "accantonate" fino ai primi del Novecento e da allora sono diventate popolari. Le sue leggi furono applicate per risolvere problemi legati all'eredità biologica, ma non sembravano avere alcun rapporto con la biologia evolutiva o con i postulati di Darwin e Wallace.

Questo apparente “divorzio” tra i due approcci era dovuto al fatto che i “sostenitori” delle due teorie non concepirono una visione congiunta per analizzare la variazione continua della specie.

Fu il biologo e statistico Ronald Fisher nel 19018 che usò gli strumenti statistici dell'epoca per "riconciliare" le incongruenze tra le idee di Darwin sulla selezione naturale e gli esperimenti di Mendel sull'eredità dei caratteri.

Ronald Fisher. Vedere la pagina per l'autore

La nascita del neodarwinismo o della teoria sintetica dell'evoluzione è avvenuta per mano dello stesso Ronald Fisher e di un folto gruppo di biologi teorici, tra cui Sewall Wright, John Haldane e altri.

Successivamente, Theodosius Dobzhansky diede importanti contributi dimostrando, attraverso studi sperimentali sulla popolazione, l'effetto della selezione naturale sulla variabilità delle popolazioni naturali utilizzando l'integrazione della genetica mendeliana e della teoria dei cromosomi.

Molti altri scienziati, anche se alcuni più di altri, hanno preso parte alla sintesi della teoria evolutiva che prevale oggi, ma qui sono stati menzionati solo i più importanti.

Postulati della teoria sintetica

Scheletri di primati grandi e medi. L'autore del caricamento originale era TimVickers su Wikipedia in inglese.

La teoria sintetica dell'evoluzione o "sintesi moderna dell'evoluzione" spiega questo processo in termini di cambiamenti genetici che avvengono nelle popolazioni e che portano ai processi di speciazione. Questa teoria definisce l'evoluzione come "cambiamenti nelle frequenze alleliche di una popolazione".

Secondo esso, i meccanismi che dirigono il processo evolutivo sono basati sulla selezione naturale, che è supportata da alcuni dei postulati contemplati da Darwin e Wallace, in particolare quelli relativi alla sovrapproduzione della prole, alla sua variazione ed eredità. delle caratteristiche.

Pertanto, i fattori coinvolti in questa teoria sono:

- Tassi di mutazione

- Processi di migrazione

- Caso o deriva genetica

- Ricombinazione o variazione

- Selezione naturale

Mutazione

Interazione tra mutazioni e selezione naturale. Wilfredor

Le mutazioni sono cambiamenti che si verificano nelle sequenze di geni e che generalmente producono fenotipi diversi. Alcuni tipi di mutazioni possono essere deleteri o dannosi, ma altri possono essere vantaggiosi da molti punti di vista (o semplicemente neutri).

Mutazioni o cambiamenti nella sequenza del DNA possono essere ereditati dai genitori ai loro figli e sono la principale fonte di variazione nella prole.

Migrazione

I processi migratori tra diverse popolazioni della stessa specie possono indurre un aumento della variabilità genetica dovuto all'introduzione di nuovi alleli nell'insieme allelico di una popolazione, alterandone la frequenza allelica.

Deriva casuale o genetica

Il caso o deriva genetica è un evento genetico che modifica la composizione genotipica di una popolazione a causa della comparsa casuale di una modificazione rara, sia a causa di delezioni, traslocazioni, inversioni, duplicazioni, ecc., Che possono portare alla scomparsa degli alleli meno frequente.

Ricombinazione o variazione

Questo è il processo che avviene durante la riproduzione sessuale e prevede la combinazione dei cromosomi dei due individui che si riproducono per dare origine a un nuovo individuo, che si caratterizza per avere una combinazione genetica diversa da quella dei suoi genitori.

Attraverso questo processo possono verificarsi delezioni, inversioni, duplicazioni, traslocazioni, poliploidie, ecc.

Selezione naturale

Darwin ha studiato i fringuelli delle Galapagos come esempio di selezione naturale (Fonte: Robert Taylor Pritchett tramite Wikimedia Commons)

La selezione naturale è una "forza" che produce cambiamenti nella frequenza dei geni tra una generazione e l'altra, favorendo la riproduzione differenziale degli individui "più adattati".

Secondo le previsioni dei modelli “neo-darwiniani”, i cambiamenti evolutivi sono graduali, come proposto da Darwin, il che significa che sono lenti, graduali e continui all'interno di ogni lignaggio determinato.

Prova

L'intervento antropologico degli ecosistemi ha fornito “esperimenti naturali” che servono ad evidenziare ipotesi neo-darwiniane.

La falena Biston betularia, ad esempio, è un abbondante artropode delle aree boscose dell'Inghilterra, dove sono state distinte due forme di colore, una chiara e una scura. Un singolo gene è coinvolto nelle differenze tra i due fenotipi e l'allele di colore scuro è noto per essere dominante.

Fotografia di una coppia di Biston betularia (Fonte: segui tramite Wikimedia Commons)

La frequenza allelica della forma oscura è aumentata considerevolmente dal 1850, specialmente nelle aree più industrializzate di Manchester e Birmingham, presumibilmente come meccanismo di "occultamento" per eludere i predatori, cioè a causa della selezione naturale.

La frequenza della forma scura rispetto a quella chiara è aumentata dall'1 al 90% in meno di 100 anni, ma in altre regioni meno industrializzate la forma scura è ancora molto “rara”.

Punti di forza

Specie del genere Panthera. Omicroñ'R

I principali punti di forza della teoria neo-darwiniana sono legati a tre principi fondamentali: causalità, efficacia e ambito.

La causalità stabilisce che il meccanismo della selezione naturale è sufficiente a guidare il processo evolutivo e le tendenze osservate, cioè che la selezione naturale è il motore principale della speciazione.

L'efficacia si riferisce alla capacità degli organismi di generare "novità evolutive" ed eliminare individui scarsamente adattati nelle popolazioni, qualcosa come "sopravvivenza del più adatto".

Lo scopo ha a che fare con la capacità del meccanismo di spiegare i processi microevolutivi e macroevolutivi.

Punti di debolezza

Secondo Frías (2010), i punti deboli della teoria sintetica dell'evoluzione hanno a che fare con alcune omissioni che questa teoria fa ad alcuni processi o eventi che sono spesso elencati come “eccezioni alla regola”.

Tra le principali omissioni evidenziate da questo autore ci sono:

- L'assenza di un legame tra cellule somatiche e germinali (sessuali) in alcuni phyla invertebrati, l'eredità della variazione somaclonale e la concezione della trasmissione verticale dei geni

- Trasferimento genico laterale o orizzontale agli eucarioti mediato da batteri o virus

- La mancanza di un concetto "olistico" del gene, determinismo e riduzionismo genetico

- DNA non codificante, epigenesi e geni non trascritti

- Mutazioni omeotiche e genesi dello sviluppo

- Speciazione simpatrica.

Riferimenti

1. Frías, L. (2010). Omissioni nella teoria sintetica dell'evoluzione. Ricerca biologica, 43 (3), 299-306.
2. Gardner, JE, Simmons, JE e Snustad, DP (1991). Principal of Genetic. Edizione 8 '". John Wiley e figli.
3. Gould, SJ (1982). Darwinismo e espansione della teoria evoluzionistica. Science, 216 (4544), 380-387.
4. Henderson, M. (2009). 50 idee genetiche che devi davvero conoscere. Quercus Books.
5. Kutschera, U., & Niklas, KJ (2004). La moderna teoria dell'evoluzione biologica: una sintesi espansa. Naturwissenschaften, 91 (6), 255-276.
6. Matsuda, H. e Ishii, K. (2001). Una teoria sintetica dell'evoluzione molecolare. Geni e sistemi genetici, 76 (3), 149-158.
7. Salisbury, FB (1971). Dubbi sulla moderna teoria sintetica dell'evoluzione. The American Biology Teacher, 33 (6), 335-354.
8. Solomon, EP, Berg, LR e Martin, DW (2011). Biologia (9a edizione). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
9. Suzuki, DT e Griffiths, AJ (1976). Un'introduzione all'analisi genetica. WH Freeman and Company.
10. Watson, JD (2004). Biologia molecolare del gene. Pearson Education India.