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Copyright © 2006 Zanichelli editore La selezione naturale e la speciazione.

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Presentazione sul tema: "Copyright © 2006 Zanichelli editore La selezione naturale e la speciazione."— Transcript della presentazione:

1 Copyright © 2006 Zanichelli editore La selezione naturale e la speciazione

2 Copyright © 2006 Zanichelli editore La selezione naturale agisce in tre modi diversi La selezione stabilizzante favorisce le varietà intermedie. La selezione direzionale tende a eliminare uno dei due estremi delle varianti fenotipiche. La selezione divergente favorisce gli individui posti a entrambi gli estremi della gamma fenotipica. Azione della selezione naturale

3 Copyright © 2006 Zanichelli editore Azione della selezione naturale

4 Copyright © 2006 Zanichelli editore Popolazione di partenza Selezione stabilizzante Popolazione di partenza Popolazione che si è evoluta Numero di individui Varianti fenotipiche (colore della pelliccia) Selezione direzionale Selezione divergente I tre possibili effetti della selezione naturale: Azione della selezione naturale

5 Copyright © 2006 Zanichelli editore La selezione sessuale influenza il dimorfismo tra i sessi La selezione sessuale porta allevoluzione di caratteri sessuali secondari (dimorfismo sessuale) che possono conferire agli individui un vantaggio nellaccoppiamento. Azione della selezione naturale

6 Copyright © 2006 Zanichelli editore La selezione naturale non può «confezionare» organismi perfetti Ci sono almeno quattro buone ragioni per cui la selezione naturale non può produrre individui perfetti: gli organismi sono condizionati dalla loro storia; gli adattamenti sono spesso dei compromessi; il caso interagisce con la selezione naturale; la selezione può soltanto far emergere le varianti esistenti. La perfezione non esiste!!

7 Copyright © 2006 Zanichelli editore Dalla microevoluzione alla macroevoluzione: Lorigine di nuove specie è alla base della biodiversità La speciazione, cioè lorigine di nuove specie, è il punto focale dellevoluzione.

8 Copyright © 2006 Zanichelli editore SPECIAZIONE La speciazione è un evento di diversificazione lungo una linea evolutiva che produce due o più specie diverse

9 Copyright © 2006 Zanichelli editore La speciazione porta a un aumento della biodiversità. Linsieme di tutti i mutamenti biologici che hanno inizio con lorigine di nuove specie prende il nome di macroevoluzione. Speciazione e biodiversità

10 Copyright © 2006 Zanichelli editore MECCANISMI di SPECIAZIONE I meccanismi di speciazione sono fenomeni generalmente molto lenti e che non possono quindi essere osservati direttamente, ma soltanto ipotizzati sulla base di modelli teorici

11 Copyright © 2006 Zanichelli editore Poiché due specie sono diverse se posseggono meccanismi di isolamento riproduttivo…. La SPECIAZIONE è levoluzione di meccanismi di isolamento riproduttivo, cioè di barriere al flusso genico tra popolazioni La speciazione si crea per isolamento riproduttivo

12 Copyright © 2006 Zanichelli editore Le barriere riproduttive mantengono separate le specie Le barriere riproduttive sono caratteristiche biologiche proprie degli organismi che impediscono a specie affini di incrociarsi e isolano i pool genici delle specie. Possono essere prezigotiche e postzigotiche. Le barriere riproduttive

13 Copyright © 2006 Zanichelli editore Barriere riproduttive : Le barriere riproduttive

14 Copyright © 2006 Zanichelli editore Le barriere prezigotiche Le barriere prezigotiche impediscono laccoppiamento o la fecondazione tra specie diverse. Ci sono cinque tipi di barriere prezigotiche: –isolamento temporale; –isolamento ecologico; –isolamento comportamentale; –isolamento meccanico; –isolamento gametico. Le barriere prezigotiche

15 Copyright © 2006 Zanichelli editore Lisolamento temporale si verifica quando due specie si accoppiano in momenti diversi (stagioni, momenti della giornata o addirittura anni) Isolamento temporale

16 Copyright © 2006 Zanichelli editore Lisolamento comportamentale si verifica perché vi è poca o nessuna attrazione sessuale tra i maschi e le femmine di specie differenti. Isolamento comportamentale

17 Copyright © 2006 Zanichelli editore Lisolamento meccanico è dovuto allincompatibilità tra gli organi sessuali dei maschi e delle femmine. Isolamento meccanico

18 Copyright © 2006 Zanichelli editore Nellisolamento ecologico due specie vivono nella stessa regione ma non nello stesso tipo di ambiente, cioè sono collocati su due nicchie ecologiche diverse. Isolamento ecologico

19 Copyright © 2006 Zanichelli editore Isolamento gametico Nellisolamento gametico un maschio e una femmina di due specie differenti possono accoppiarsi, ma i gameti non riescono a formare uno zigote, ossia a fecondarsi.

20 Copyright © 2006 Zanichelli editore Le barriere postzigotiche Le barriere postzigotiche agiscono solo dopo che si sono formati gli zigoti ibridi (cioè derivanti dallunione di gameti provenienti da due specie diverse). Esempio di barriere postzigotiche sono – sterilità degli ibridi; – non-vitalità degli ibridi; – degenerazione degli ibridi. Le barriere postzigotiche

21 Copyright © 2006 Zanichelli editore Nella sterilità degli ibridi, gli ibridi completano il proprio sviluppo dando origine a individui robusti ma che risultano sterili. Di conseguenza non si verifica un flusso genico tra le due specie parentali. Le barriere postzigotiche

22 Copyright © 2006 Zanichelli editore La non-vitalità degli ibridi si verifica quando i geni di due specie parentali non sono compatibili; ciò fa sì che gli ibridi non sopravvivano (es. Rana pipiens e R. sylvatica). Nella degenerazione degli ibridi, la prima generazione di ibridi è vitale e fertile, quando però gli ibridi si accoppiano generano prole debole e sterile Le barriere postzigotiche

23 Copyright © 2006 Zanichelli editore I meccanismi della speciazione A. harrisiA. leucurus Lisolamento geografico può portare alla speciazione allopatrica Spesso, nella formazione di nuove specie, il blocco iniziale del flusso genico è provocato da una barriera geografica che ha isolato una data popolazione. Questo modello di speciazione è chiamato speciazione allopatrica.

24 Copyright © 2006 Zanichelli editore Una barriera geografica (deserto, fiume, mare, catena montuosa, …) può comparire improvvisamente dividendo in due parti la popolazione originaria Speciazione allopatrica

25 Copyright © 2006 Zanichelli editore Cyprinodon Lisolamento geografico nella Death Valley ha portato allevoluzione di nuove specie di pesci del genere Cyprinodon. Speciazione allopatrica

26 Copyright © 2006 Zanichelli editore Si crea quando una piccola popolazione si trova isolata ai margini di una popolazione più grande come nel caso delleffetto del fondatore Speciazione peripatrica

27 Copyright © 2006 Zanichelli editore Si parla di speciazione parapratica quando la divergenza avviene all'interno di popolazioni che non sono totalmente isolate geograficamente ma possiedono una ristretta zona di contatto. Le migrazioni tra popolazioni sono tuttavia limitate da motivi climatici. La selezione naturale ha dunque un ruolo importante in questa modalità di speciazione. selezione naturale Se le due specie hanno acquisito completo isolamento riproduttivo possono sovrapporsi, in base alle preferenza di habitat. Se si sono sviluppate barriere di isolamento riproduttivo ma non compatibilità ecologica, gli areali si mantengono parapatrici. Se non sono state acquisite barriere anti-ibridazione, si forma una zona di contatto che porta alla formazione di ibridi, nei quali possono evolvere barriere postzigotiche Speciazione parapatrica

28 Copyright © 2006 Zanichelli editore SPECIAZIONE PARAPATRICA (nessuna barriera al flusso genico)

29 Copyright © 2006 Zanichelli editore La comparsa di nuove specie può avvenire anche nella stessa area geografica Nella speciazione simpatrica possono nascere nuove specie a causa di un isolamento di tipo riproduttivo senza che ci sia un isolamento geografico. Se una mutazione genetica crea allimprovviso una barriera riproduttiva tra gli individui mutanti e la popolazione originaria, una nuova specie può comparire anche nel corso di una sola generazione. Speciazione simpatrica

30 Copyright © 2006 Zanichelli editore Necessita della presenza di un certo polimorfismo GENERALMENTE MOLTO GRADUALE Speciazione simpatrica

31 Copyright © 2006 Zanichelli editore MODELLO CON ACCOPPIAMENTO ASSORTATIVO Alcuni genotipi (fenotipi) preferiscono accoppiarsi con partners aventi lo stesso genotipo (fenotipo) MODELLO CON ETEROGENEITA AMBIENTALE Genotipi diversi sono adattati a nicchie ecologiche diverse Speciazione simpatrica

32 Copyright © 2006 Zanichelli editore Molte specie di piante hanno avuto origine da errori avvenuti nel corso della meiosi, che hanno dato luogo a cromosomi soprannumerari. In questa speciazione simpatrica la nuova specie è poliploide, costituita cioè da cellule che possiedono più di due corredi cromosomici completi. Speciazione simpatrica per poliploidia

33 Copyright © 2006 Zanichelli editore Specie parentale Errore nella meiosi Auto- fecondazione La progenie può essere vitale e autofecondarsi Zigote Gameti diploidi 2n = 6 Diploide 4n = 12 Tetraploide Speciazione simpatrica per poliploidia

34 Copyright © 2006 Zanichelli editore AABB AB AA BB DD ABD AA BB DD Triticum monococcum (14 cromosomi) Triticum selvatico (14 cromosomei) Ibrido sterile (14 cromosomi) Errore nella meiosi e autofecondazione T.turgidum Grano duro (28 cromosomi) T.tauschii (selvatico) (14 cromosomi) Ibrido sterile (21 cromosomi) Errore nella meiosi e autofecondazione T.aestivum Grano tenero (42 cromosomi) Poliploidia Le piante poliploidi sono presenti nei nostri alimenti e nei tessuti che usiamo Libridazione è la causa principale della poliploidia. Numerose piante che coltiviamo a scopo alimentare sono poliploidi.

35 Copyright © 2006 Zanichelli editore I modelli di speciazione


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