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Evoluzione

Attraverso l'evoluzione, le popolazioni possono adattarsi alle condizioni ambientali. L'evoluzione è quindi essenziale per la sopravvivenza di tutti gli organismi viventi.

Evoluzione: cambiamento delle caratteristiche ereditabili delle popolazioni nel corso di diverse generazioni.

Speciazione: processo evolutivo attraverso il quale le popolazioni si trasformano in specie diverse.

Come avviene l'evoluzione

Gli individui delle popolazioni possiedono una varietà di caratteristiche che sono il risultato dell'interazione tra i loro geni e l'ambiente. Le differenze nelle caratteristiche della popolazione sono dovute a fonti di variazione sia genetiche che ambientali, con le mutazioni come fonte ultima di tutte le variazioni genetiche.

Una mutazione genica è un cambiamento nella sequenza di coppie di basi in una molecola di DNA che può dare origine a un polipeptide alterato.

Poiché ogni individuo possiede tratti leggermente diversi, ne consegue che ogni individuo ha un livello di adattamento leggermente diverso rispetto all'ambiente.

Per esempio, in una popolazione di volpi artiche, gli individui con la pelliccia più bianca saranno in grado di mimetizzarsi meglio nella neve, con conseguente minor rischio di predazione. Ciò significa che un maggior numero di questi individui sarà in grado di sopravvivere e di riprodursi.

L'evoluzione agisce sulla variazione di tratti osservabili, come quelli descritti nell'esempio precedenti. Diversi processi evolutivi, come la selezione naturale, la selezione sessuale e la deriva genetica, agiscono sulla variazione della popolazione, facendo sì che alcuni tratti diventino più comuni e altri più rari.

Di conseguenza, nel corso del tempo, le popolazioni diventano più idonee e meglio adattate rispetto all'ambiente in cui vivono. Quando le popolazioni diventano sempre più specializzate rispetto ai loro ambienti specifici, possono addirittura diventare specie distinte che non possono più incrociarsi tra loro in un processo noto come speciazione.

DNA → Mutazioni → Cambiamenti nel genotipo → Cambiamenti nel fenotipo → Variabilità nelle popolazioni (adattamenti) → Cambiamenti nella frequenza degli alleli nel pool genetico → Nuove specie → Evoluzione (successo continuo nell'ambiente) o estinzione (sopraffatto dalle pressioni ambientali)

Tutta la vita sulla Terra condivide un antenato comune noto come Ultimo Antenato Comune Universale (LUCA), vissuto circa 3,5-3,6 miliardi di anni fa; tuttavia, miliardi di anni di evoluzione e speciazione hanno portato all'incredibile diversità della vita che possiamo osservare oggi.

Chi è il padre dell'evoluzione?

La teoria dell'evoluzione per selezione naturale è in gran parte attribuita a Charles Darwin. Egli ne parlò nel suo libro "Sull'origine delle specie", sebbene sia stata concepita in modo indipendente anche da Alfred Russel Wallace.

Darwin basò questa teoria su diverse osservazioni:

  • In primo luogo, i tratti osservabili come la morfologia, la fisiologia e il comportamento variano tra gli individui. In altre parole, esiste una variazione fenotipica all'interno delle popolazioni.
  • Questi tratti diversi conferiscono adattamenti e caratteristiche diverse, il che si traduce in livelli diversi di possibile successo in termini di sopravvivenza e riproduzione.
  • Infine, i tratti sono ereditabili, il che significa che vengono trasmessi dai genitori alla prole.

Darwin sosteneva che i membri di una popolazione hanno maggiori probabilità di essere sostituiti da figli di genitori che presentano tratti favorevoli e sono in grado di sopravvivere e riprodursi meglio. Con il passare del tempo, le popolazioni cambiano gradualmente per adattarsi meglio all'ambiente in cui vivono.

Quali evidenze abbiamo sull'evoluzione?

Esistono prove schiaccianti a supporto della teoria dell'evoluzione.

Il codice genetico

In primo luogo, la struttura del codice genetico è molto simile per tutti gli organismi della Terra. Il nostro DNA è composto dalle stesse basi azotate - A, C, T e G - e condividiamo una parte significativa del nostro DNA con i nostri parenti tassonomici più stretti. Più una specie è vicina a un'altra, più le informazioni genetiche tendono a essere simili.

La documentazione fossile

Inoltre, disponiamo di un'ampia documentazione fossile degli organismi che vivevano sulla Terra e che si sono estinti. Studiando i fossili, siamo stati in grado di dedurre l'aspetto della vita sulla Terra e di capire meglio come la vita si è evoluta e diversificata. Naturalmente, la documentazione fossile non è completa. Il modo in cui si formano i fossili significa che gli organismi a corpo molle potrebbero non essere rappresentati accuratamente nei nostri documenti. Esistono anche molte forme intermedie tra tipi di organismi che non abbiamo ancora scoperto o che non sono state affatto fossilizzate.

Allevamento e selezione di specie di interesse

Esistono anche molti esempi di piante e animali la cui evoluzione è stata guidata dall'uomo attraverso l'allevamento selettivo, tra cui i cani, gli animali domestici e le colture agricole. Darwin utilizzò l'allevamento selettivo come forte prova dell'evoluzione, in questo caso attraverso la selezione artificiale, quando presentò per la prima volta la sua teoria al pubblico.

Evoluzione in tempo reale

Infine, possiamo osservare l'evoluzione in tempo reale. Per esempio, organismi in rapida evoluzione come i batteri continuano a evolversi e ad adattarsi agli antibiotici che usiamo contro di loro. Oggi esistono molti ceppi di "superbatteri" che si sono adattati a resistere ai composti antimicrobici e sono in grado di sopravvivere a dosi massicce di farmaci.

Tipologie di evoluzione

Esistono diversi termini utilizzati per descrivere i modelli in cui si verifica il processo di evoluzione nei diversi organismi.

Alcuni esempi sono:

  • Evoluzione divergente.
  • Evoluzione convergente.
  • Evoluzione parallela.

L'evoluzione divergente

L'evoluzione divergente si riferisce al processo attraverso il quale i gruppi discendenti dallo stesso antenato comune accumulano differenze genetiche, che alla fine portano alla speciazione. Ciò può avvenire come risposta a cambiamenti nell'ambiente dei due gruppi, come ad esempio cambiamenti nelle condizioni abiotiche o l'introduzione di nuove interazioni biotiche.

Evoluzione convergente

L'evoluzione convergente è il processo attraverso il quale gruppi non strettamente imparentati - cioè non discendenti dagli stessi antenati diretti - evolvono indipendentemente caratteristiche simili in risposta a pressioni di selezione simili. In altre parole, attraverso l'evoluzione convergente, gruppi diversi arrivano separatamente alla stessa soluzione in risposta a problemi simili. Per esempio, gli uccelli, gli insetti volanti e i mammiferi volanti sono tutti arrivati al fenotipo convergente delle ali come "soluzione" al "problema" della mobilità. Non esiste un antenato comune stretto per tutti questi animali alati. In effetti, l'anatomia delle ali è molto diversa da gruppo a gruppo; tuttavia, la maggior parte delle ali funziona in base agli stessi principi dovuti alla fisica del volo.

Evoluzione parallela

L'evoluzione parallela si riferisce al processo per cui due gruppi che condividono un tratto simile, evolvono un altro tratto in un ambiente simile.

Per capire come ciò possa avvenire, immaginiamo due gruppi di piante simili che si trovano in luoghi diversi ma sono esposti a condizioni ambientali molto simili. Poiché si trovano ad affrontare le stesse condizioni, potrebbero evolvere adattamenti simili in modo del tutto indipendente l'uno dall'altro. Per esempio, se si trovassero in un ambiente arido, potrebbero sviluppare una cuticola cerosa e fusti in grado di immagazzinare acqua.

L'evoluzione parallela viene spesso confusa con l'evoluzione convergente. La cosa importante da tenere a mente è che nell'evoluzione convergente due gruppi arrivano allo stesso fenotipo da punti di partenza diversi, mentre nell'evoluzione parallela entrambi i gruppi partono da punti di partenza simili.

Evoluzione - Punti chiave

  • L'evoluzione è definita come il cambiamento delle caratteristiche ereditabili delle popolazioni nel corso di diverse generazioni.
  • Diversi processi evolutivi agiscono sulla variazione della popolazione, facendo sì che i tratti favorevoli diventino più comuni e quelli sfavorevoli più infrequenti.
  • Esistono diversi modelli in cui l'evoluzione può avvenire tra gruppi diversi, tra cui l'evoluzione divergente, l'evoluzione convergente e l'evoluzione parallela.
  • La teoria dell'evoluzione per selezione naturale è attribuita a Charles Darwin, sebbene anche AR Wallace l'abbia sviluppata in modo indipendente.
  • Esistono molte prove a favore dell'evoluzione, tra cui la documentazione fossile, il codice genetico universale e l'evoluzione che si verifica oggi in tempo reale.

Domande frequenti riguardo Evoluzione

Per evoluzione intendiamo il cambiamento delle caratteristiche ereditabili delle popolazioni nel corso di diverse generazioni.

La teoria dell'evoluzione per selezione naturale afferma che, nel processo di evoluzione naturale, vengono "eliminati" gli individui più deboli mentre quelli adattati alle caratteristiche esterne sia per sopravvivenza che per riproduzione prevarranno.

Per evoluzione umana si intende il processo di origine ed evoluzione dell'Homo sapiens come specie distinta e la sua diffusione sulla Terra.

Esistono diversi termini utilizzati per descrivere i modelli in cui si verifica il processo di evoluzione nei diversi organismi.  Alcuni esempi sono: evoluzione divergente, evoluzione convergente, evoluzione parallela.

L'evoluzione è importante poichè attraverso di essa le popolazioni possono adattarsi alle condizioni ambientali. L'evoluzione è quindi essenziale per la sopravvivenza di tutti gli organismi viventi.

Quiz Finale Evoluzione

Domanda

Una specie è un gruppo di organismi con caratteristiche morfologiche, fisiologiche e comportamentali simili che possono incrociarsi per produrre prole fertile e sono _____ separati da altre specie.

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Risposta

riproduttivamente

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Domanda

La speciazione si verifica principalmente quando due popolazioni subiscono una separazione riproduttiva, seguita da cambiamenti genetici dovuti alla selezione naturale.

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Risposta

Vero

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Domanda

La deriva genetica avviene per caso.

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Risposta

Vero

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Domanda

La deriva genetica ha maggiore influsso sulle popolazioni più grandi.

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Risposta

Falso

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Domanda

Come si chiama l'insieme di tutti gli alleli presenti in tutti i geni che appartengono a tutti gli individui che popolano una determinata specie in un dato momento?

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Risposta

Pool genetico

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Domanda

La popolazione è l'insieme delle varie specie che si trovano in un unico spazio nello stesso periodo di tempo.

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Risposta

Falso

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Domanda

Nella speciazione ______, le popolazioni rimangono nello stesso luogo ma si separano attraverso meccanismi di isolamento.

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Risposta

Simpatrica.

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Domanda

Nella speciazione allopatrica, le popolazioni vengono separate _____

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Risposta

geograficamente.

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Domanda

Viene costruita una grande diga e una stessa specie di pesci si trova divisa tra due habitat molto diversi. Quale tipo di speciazione potrebbe verificarsi?

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Risposta

Speciazione allopatrica.

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Domanda

Nella speciazione ______, le popolazioni rimangono nello stesso luogo ma si separano attraverso meccanismi di isolamento.

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Risposta

simpatrica.

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Domanda

La speciazione improvvisa avviene a causa di una barriera geografica che compare all'improvviso.

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Risposta

Falso

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Domanda

Quale tipo di speciazione si verifica spesso nei batteri?

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Risposta

Speciazione simpatrica.

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Domanda

Quale tipo di speciazione si verifica generalmente solo nei vegetali?

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Risposta

Speciazione immediata.

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Domanda

Elenca tre esempi di meccanismi di isolamento.

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Risposta

Nicchie diverse

Separazione temporale

Separazione comportamentale

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Domanda

Le mutazioni che causano cambiamenti evidenti nell'aspetto o nel comportamento di un individuo possono rappresentare un meccanismo di isolamento e portare alla speciazione.

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Risposta

Vero

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Domanda

Perché l'evoluzione è importante?

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Risposta

Poichè attraverso l'evoluzione, le popolazioni possono adattarsi alle condizioni ambientali. L'evoluzione è quindi essenziale per la sopravvivenza di tutti gli organismi viventi.

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Domanda

Che cos'è l'evoluzione?

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Risposta

Evoluzione: il cambiamento delle caratteristiche ereditabili delle popolazioni nel corso di diverse generazioni.

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Domanda

Che cos'è la speciazione?

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Risposta

Speciazione: processo evolutivo attraverso il quale le popolazioni si trasformano in specie diverse.

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Domanda

Poiché ogni individuo possiede tratti leggermente diversi, ne consegue che ogni individuo ha un livello di adattamento leggermente diverso rispetto all'ambiente.

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Risposta

Vero.

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Domanda

Che cos'è una mutazione?

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Risposta

Mutazione: Una mutazione genica è un cambiamento nella sequenza di coppie di basi in una molecola di DNA che può dare origine a un polipeptide alterato.

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Domanda

Il colore specifico delle volpi artiche rappresenta un meccanismo di evoluzione e adattamento alle condizioni ambientali.

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Risposta

Vero.

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Domanda

La teoria dell'evoluzione per selezione naturale è in gran parte attribuita a Charles Darwin.

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Risposta

Vero.

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Domanda

Esistono prove schiaccianti a supporto della teoria dell'evoluzione.

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Risposta

Vero.

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Domanda

Come agisce l'evoluzione?

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Risposta

Diversi processi evolutivi agiscono sulla variazione della popolazione, facendo sì che i tratti favorevoli diventino più comuni e quelli sfavorevoli più infrequenti. 


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Domanda

Quali sono i modelli principali che descrivono i processi di evoluzione?

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Risposta

Esistono diversi modelli in cui l'evoluzione può avvenire tra gruppi diversi, tra cui l'evoluzione divergente, l'evoluzione convergente e l'evoluzione parallela.


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