LA SPECIAZIONE
La formazione di nuove specie
Abbiamo osservato in cosa consiste l’evoluzione e quali siano i suoi
meccanismi, in particolare la selezione naturale.
Tuttavia non abbiamo analizzato quando si origina la differenza tra un
“organismo con mutazioni” e una nuova specie.
Inoltre quale è il rapporto tra le mutazioni di piccola entità rispetto a quelle
di vasta portata? Ossia il rapporto tra la macroevoluzione e la
microevoluzione?
Queste discussioni animano ancora oggi la biologia ma prima di
analizzarle è utile dare la definizione di “specie”.
Prima di parlare di speciazione bisogna definire il concetto di specie. Non
basta l’aspetto fisico per distinguere due specie: negli animali infatti
esemplari di specie diverse si assomigliano ovvero esemplari della stessa
specie sono molto differenti.
In base al criterio utilizzato i biologi hanno fornito quattro definizioni di
specie: la specie biologica, la specie morfologica, la specie ecologica e la
specie filogenetica.
Sturnella magna
Homo sapiens sapiens
Sturnella neglecta
Prima di parlare di speciazione bisogna definire il concetto di specie. Non
basta l’aspetto fisico per distinguere due specie: negli animali infatti
esemplari di specie diverse si assomigliano ovvero esemplari della stessa
specie sono molto differenti.
In base al criterio utilizzato i biologi hanno fornito quattro definizioni di
specie: la specie biologica, la specie morfologica, la specie ecologica e la
specie filogenetica.
La specie biologica è una popolazione o gruppo di popolazioni i cui
membri possono potenzialmente incrociarsi fra loro e produrre individui
fertili.
La specie morfologica distingue le specie sulla base ai loro caratteri
fenotipici.
La specie ecologica identifica le specie in base agli habitat che occupano.
Infine secondo il concetto di specie filogenetica una specie è un gruppo di
organismi con una storia genetica simile.
Perché si possa produrre una nuova specie:
1. Le popolazioni devono subire cambiamenti genici tali da impedire
l’accoppiamento con altre specie o renderne ibrida la prole.
2. Lo scambio genico (migrazioni) tra esse è impedito e si parla di isolamento
delle popolazioni.
Se il blocco del flusso genico è dovuto all’insorgere di una barriera geografica tra
le popolazioni si parla di speciazione allopatrica.
1.
2.
3.
4.
Formazione di una barriera geografica invalicabile
Aumento della divergenza genica tra le due popolazioni
Quando la barriera viene rimossa le popolazioni si incontrano di nuovo
Se le differenze geniche impediscono l’incrocio si può parlare di formazione
di due specie separate.
Se una
le specie
cellula
appartengono
uovo duplicaad
i suoi
unacromosomi
stessa areama
geografica,
non si divide
in questo
diventacaso si
parlerà di speciazione
tetraploide.
Gli individui simpatrica.
tetraploidi sono più vigorosi e in grado di formare
Caratterizza
gameti
vitali. maggiormente
Tuttavia la generazione
le piante. successiva è sterile.
Il flusso genico è limitato principalmente dall’isolamento ecologico e dalle
aberrazioni cromosomiche.
Le aberrazioni cromosomiche sono alterazioni nel numero di cromosomi
durante la meiosi. Si formano così coppie multiple di cromosomi e si parla di
poliploidia.
Una volta che la specie si è formata, deve rimanere isolata riproduttivamente.
E’ ovvio che una rana non potrà mai accoppiarsi con una mosca o una pianta
ma cosa lo impedisce a organismi appartenenti a specie simili?
In questo coso interviene qualcosa che impedisce la riproduzione, una
barriera riproduttiva.
Queste barriere, che isolano i pool genici delle specie, possono essere
suddivise in prezigotiche o postzigotiche.
Le barriere prezigotiche impediscono l’accoppiamento o la fecondazione:
1. L’isolamento temporale;
2. L’isolamento ambientale;
3. L’isolamento comportamentale;
4. L’isolamento meccanico;
5. L’isolamento gametico.
Le barriere post zigotiche agiscono dopo la formazione degli zigoti ibridi:
1. Non-vitalità degli ibridi;
2. Sterilità degli ibridi;
3. Degenerazione degli ibridi.
Per spiegare l’aumento della divergenza genica
ci sono due modelli:
1. L’accumulo graduale di piccole mutazioni
2. L’improvvisa comparsa di grandi mutazioni.
Secondo il primo modello, due popolazioni
accumulano numerose piccole mutazioni
che coinvolgono geni singoli.
Il secondo modello parte dall’idea che
avvenga una mutazione ad uno o più geni
regolatori o che avvengano mutazioni
cromosomiche che coinvolgono molti geni.
L’evoluzione è un processo inarrestabile ma non è costante nel tempo e
analizzando i fossili si possono notare periodi di speciazione accelerata. Un
esempio di questo è la radiazione adattativa.
Più popolazioni di una specie invadono habitat differenti svolgendo differenti ruoli
in quell’ambiente e rispondendo così a diverse pressioni selettive.
La radiazione adattativa ha due
cause:
1. Una specie può imbattersi in
un’ampia varietà di habitat
diversi non occupati e in
assenza di competitori esterni;
2. Una specie sviluppa un
adattamento migliore che le
permette di superare altre meno
adattate.
Non sempre la selezione naturale porta all’adattamento.
Può accadere che conduca alla morte di tutti i membri di una specie e ne
comporti quindi l’estinzione.
Secondo gli scienziati il 99,9% delle specie è ormai estinto. Sono due i fattore
che sembrano portare all’estinzione una specie: la distribuzione localizzata e
la superspecializzazione.
Altre cause dell’estinzione sono connesse all’interazione con altri organismi:
1. La lotta con altre specie per sfruttare le risorse
2. L’arrivo di nuove malattie o parassiti che portate da una specie resistente
3. La distruzione dell’habitat.
Due modelli evoluzionistici:
1. Modello gradualistico: la
speciazione si verifica per
accumulo di variazioni geniche tra
popolazioni, che si differenziano
poco per volta diminuendo gli
incroci.
2. Modello degli “equilibri intermittenti”:
la speciazione è un fenomeno rapido
prodotto da pochi mutamenti a carico dei
geni regolatori. Fino a questi rapidi
mutamenti la specie rimane in equilibrio
senza subire mutazioni.