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La nuova biologia.blu plus
La teoria dell’evoluzione si basava sulla teoria dell’evoluzione per selezione naturale di Darwin.
I meccanismi su cui agisce l’evoluzione in 5 punti:
La teoria di Darwin aveva molti punti a suo favore ma anche delle difficoltà:
Studia la base genetica dell’evoluzione e le modalità d’azione dei meccanismi evolutivi
Gli individui non si evolvono, le popolazioni si
Con la scoperta della doppia elica DNA si completa la teoria sintetica dell’evoluzione
Si avvale di equazioni matematiche per calcolare il pool genico
insieme di tutti gli alleli, con la propria frequenza relativa, presenti in una popolazione
La legge non è quasi mai rispettata, una deviazione da essa fornisce informazioni su come l’evoluzione sta avvenendo in una data popolazione
La legge descrive una situazione modello:
Le condizioni che devono essere soddisfatte per raggiungere l’equilibrio sono:
L'equilibrio di Hardy-Weinberg descrive le condizioni necessarie perché la struttura genetica di una popolazione si mantenga invariata nel tempo:
p2 + 2 pq + q2 = 1
p = frequenza allelica di A
q = frequenza allelica di A
La variabilità genetica deriva dalle mutazioni che possono essere dannose, ininfluenti o vantaggiose se cambiano le condizioni ambientali.
Le mutazioni avvengono con un tasso molto basso, ma visto il grande numero di individui possono ugualmente portare a enorme variabilità.
Questi processi favoriscono la riconbinazione, nuove associazioni tra alleli esistenti.
La deriva genica sono i cambiamenti casuali nelle frequenze alleliche. Questi avvengono nelle popolazioni nel corso delle diverse generazioni. I meccanismi che rendono evidente la deriva genica sono:
Quando delle popolazioni numerose attraversano dei periodi difficili, spesso gli individui che sopravvivono sono pochi. Questo fa si che sia alta la propabilità che la popolazione perda parte delle variabilità genetica, mettendo in pericolo la sopravvivenza della specie.
L'effetto del fondatore consiste nel cambiamento della variabilità genetica dovuta alla colonizzazione di nuovi ambienti da parte di popolazioni. Anche questo processo diminurà la variabilità genetica della popolazione.
In alcune specie gli individui non scelgono casualmente i loro partner.
Questo accoppiamento non casuale produrrà cambiamenti nelle frequenza genotipiche senza influenzare il processo riproduttivo.
È il caso dei bluebird, uccelli che scelgono il loro partner in base alla vivacità del manto dell'altro individuo.
Caratteristica morfologica, relativa all’aspetto
Processo fisiologico
Aspetto etologico
Adattamento: caratteristica di una specie che ne migliori le capacità di sopravvivenza in un determinato ambiente.
Acquisito per selezione naturale ed è una conseguenza di essa
Cambiamento di funzione di un carattere: origine adattativa di un carattere è differente dalla funzione attuale
La selezione naturale favorisce determinati GENOTIPI rispetto ad altri ma non lo fa direttamente su di loro MA sui modi in cui essi determinano i diversi FENOTIPI
Il contributo riproduttivo di un fenotipo alla generazione successiva, rapportato al contributo degli altri
fenotipi è = FITNESS
La maggior parte dei caratteri è influenzata da più geni → la variabilità di questi caratteri è di tipo quantitativo
La selezione naturale può agire in vario modo producendo risultati diversi sui caratteri a variabilità quantitativa
La selezione stabilizzante:
La selezione divergente:
La selezione direzionale:
Avviene quando in una popolazione il contributo alla generazione successiva degli individui con valori estremi per il carattere considerato è relativamente inferiore a quello degli individui con i valori più vicini alla media.
Non ne cambia la media ma la dispersione attorno al valore medio
riduce la variabilità di un carattere all’interno di una popolazione
L’evoluzione tende a procedere lentamente perché di solito la selezione naturale è di tipo stabilizzante
Questo tipo di selezione favorisce la fitness degli individui con valori intermedi
Avviene se in una popolazione il contributo alla generazione successiva dagli individui posizionati a uno degli estremi della distribuzione di un carattere, è maggiore rispetto al contributo dato dagli individui dell’altro estremo.
Il valore medio si sposta in direzione di quell’estremo
Se l’ambiente cambia, la tendenza evolutiva può anche cambiare direzione
TENDENZA EVOLUTIVA: se la selezione direzionale agisce generazione dopo generazione
La tendenza evolutiva può anche arrestarsi
Avviene se il contributo alla generazione successiva apportato dagli individui posizionati ai due estremi della distribuzione di un carattere, è maggiore di quello degli individui prossimi alla media
La variabilità della popolazione aumenta
L’effetto della selezione divergente sulle popolazione naturali determina una DISTRIBUZIONE BIMODALE di uno specifico carattere
In una rappresentazione grafica questo è visibile da un andamento con due picchi ben distinti
Tipo particolare di selezione naturale che agisce sulle caratteristiche che determinano il successo riproduttivo
dannose
ma appariscenti
In questo modo Darwin spiegò l’evoluzione (nei maschi di molte specie) di caratteristiche
utili
La sua ipotesi era che questi caratteri consentissero a chi li possedeva di competere meglio con i membri dello stesso sesso per:
La selezione naturale favorisce caratteri che aumentano la sopravvivenza, la selezione naturale riguarda solo il successo riproduttivo
La selezione naturale può favorire alcuni tratti che aumentano la capacità riproduttiva del portatore ma ne diminuiscono le capacità di sopravvivenza
Motoo Kimura, biologo giapponese padre della teoria neutrale
Le mutazioni neutrali non subiscono la selezione naturale, per cui tendono ad accumularsi aumentando la variabilità genetica.
Accresce il potenziale evolutivo delle popolazioni.
Quando la fitness di un fenotipo dipende dalla sua frequenza, un polimorfismo può essere mantenuto dalla selezione dipendente dalla frequenza.
La variabilità genetica all’interno di una specie è mantenuta anche dall’esistenza di popolazioni separate geograficamente, o sottopopolazioni, che sono soggette a fattori ambientali selettive differenti.
Le condizioni ambientali sono così variabili da indurre il polimorfismo di determinati geni all’interno di una popolazione.
Tutte le innovazioni evolutive sono modificazioni di strutture preesistenti che si adattano all'ambiente.
La complessità dei fattori che intervengono nei meccanismi dell’evoluzione ha generato un dibattito su come proceda l’evoluzione.
La definizione di specie biologica proposta da Ernst Mayr nel 1940 è quella usata anche oggi:
"le specie sono gruppi di popolazioni naturali realmente o potenzialmente interfecondi e riproduttivamente isolati da altri gruppi analoghi"
Ci sono 2 tipi di speciazione: allopatrica e simpatrica
Può derivare da:
Esempio: piante tetraploidi
Sono i meccanismi che impediscono l’incrocio tra individui di specie o popolazioni diverse, agendo sulla fecondazione:
Sono le differenze genetiche che riducono la sopravvivenza e il potenziale riproduttivo degli ibridi