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.
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