La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Effetto dellinterazione tra FENOTIPO E AMBIENTE Lambiente agisce esclusivamente sul fenotipo.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Effetto dellinterazione tra FENOTIPO E AMBIENTE Lambiente agisce esclusivamente sul fenotipo."— Transcript della presentazione:

1 Effetto dellinterazione tra FENOTIPO E AMBIENTE Lambiente agisce esclusivamente sul fenotipo

2 QUATTRO CONDIZIONI DELLA SELEZIONE DARWINIANA Variabilità Eredità Fitness differenziale Adattamento

3

4 E possibile, quindi distinguere tre casi distinti di interazione tra una nuova mutazione e lambiente. Per effetto della selezione la mutazione potrà essere: NEUTRALE FAVOREVOLE SFAVOREVOLE Effetto dellinterazione tra FENOTIPO E AMBIENTE

5 Se le proprietà sono tali che, nellambiente, la fisiologia dellorganismo funziona in modo da concederne il completamento del ciclo vitale e del processo riproduttivo, il fenotipo è adattato allambiente, la selezione naturale è muta, cioè non agisce né a favore né contro il fenotipo. Al contrario, se il funzionamento di un organismo che porta una nuova mutazione è più efficiente del funzionamento di organismi della stessa specie che non portano la mutazione, nello stesso ambiente, i processi di interazione tendono a favorire il nuovo mutante (vita più lunga, maggior numero di figli). Il risultato sarà che la nuova forma mutante sostituirà la forma ancestrale. Effetto dellinterazione tra FENOTIPO E AMBIENTE

6 Selezione su caratteri quantitativi: leforme che hanno fitnesspiù alta diventano più comuni speciazione?

7 Viene espressa attraverso il numero di figli con cui un fenotipo, in un determinato ambiente, contribuisce alla generazione successiva. Di solito si indica con w IMPORTANTE La legge di Hardy-Weinberg è valida solo se tutti i genotipi hanno la stessa FITNESS. Fitness (valore adattativo o adeguatezza)

8 La fitness si calcola come contributo relativo di figli alla generazione successiva, rapportato a quello del genotipo con fitness maggiore. Lo stesso genotipo può avere valori di fitness diversi in ambienti diversi. Fitness media = stimata su tutti gli individui con quel genotipo. Ad esempio: Se x = numero medio dei figli del genotipo A 1 A 1 Se y = numero medio dei figli del genotipo A 1 A 2 Se z = numero medio dei figli del genotipo A 2 A 2 e A 1 A 1 è il genotipo che in media ha più figli, cioè e allora Fitness (valore adattativo o adeguatezza)

9 Esempio di calcolo della fitness media di un genotipo Fitness (valore adattativo o adeguatezza) genotipo A1A1A1A2A2A2A1A1A1A2A2A Fitness assoluta 100/100 80/100 40/100 W = fitness relativa Si dice Fitness relativa di un genotipo il rapporto tra la sua fitness e quella massima

10 genotipo frequenza fitness A 1 A 1 p 2 w A1A1 A 1 A 2 2pq w A1A2 A 2 A 2 q 2 w A2A2 Fitness (valore adattativo o adeguatezza) Si consideri una popolazione biallelica per il locus A con alleli A 1 e A 2

11 Se allora e Fitness (valore adattativo o adeguatezza)

12 allora la fitness media della popolazione sarà Il contributo di ogni genotipo alle frequenze alleliche della generazione successiva dipende dal valore di w pesato per la freq. di quel genotipo. Alla generazione successiva le frequenze di A 1 e A 2 saranno: e Fitness (valore adattativo o adeguatezza) Invece, se la fitness non è uguale per tutti i genotipi

13 La fitness relativa di un genotipo dipende dalla forza con cui la selezione agisce contro quel genotipo s = coefficiente di selezione che misura la forza della selezione s varia tra 0 ed 1. genotipo A1A1A1A2A2A2A1A1A1A2A2A w = fitness relativa Coeff. Selez. s = 1- w Per gli alleli letali che portano alla morte lindividuo che nasce o alla sterilità: s = 1

14 Andamento sigmoide della frequenza di un nuovo allele vantaggioso

15 La selezione può agire durante la fase aploide di un organismo. Si parla allora di selezione gametica. Oppure la selezione può agire durante la fase diploide. In questo caso si possono verificare i seguenti casi: Selezione contro lomozigote recessivo Selezione contro un omozigote e leterozigote Selezione contro leterozigote Selezione a favore delleterozigote, rispetto ad entrambi gli omozigoti SELEZIONE

16 genotipo frequenza fitness AA p 2 w AA 1 Aa 2pq w Aa 1 aa q 2 w aa 1 s Selezione contro lomozigote recessivo Una popolazione in cui il genotipo omozigote recessivo è sfavorito dalla selezione avrà La pressione selettiva determina una progressiva diminuzione della frequenza dellallele a

17 La fitness media, definita come, sarà in questo caso che corrisponde a 1 meno la quota perduta a causa della selezione s. Selezione contro lomozigote recessivo

18 q 1/2 qs = 0,1s = 0,5s = 1 0,90 0, ,50 0, ,20 0, ,10 0, ,02 0, ,01 0, I pochi alleli a che via via rimangono saranno portati solamente da eterozigoti e su questi la selezione non agisce Diminuizione dellallele recessivo: q che passa a q

19 figura p 159 dellHartl La velocità con cui lallele A (dominante) aumenta dipende dal coefficiente di selezione contro lallele a (recessivo). Selezione contro lomozigote recessivo

20

21 Selezione a favore delleterozigote Polimorfismo bilanciato Esempi nelluomo: talassemie, deficienza G6PD, anemia falciforme Lomozigote recessivo è sfavorito ed è semiletale, perché lallele non viene perso ma continua ad avere frequenze elevate? Mutazione ricorrente (sarebbe necessaria una altissima freq. di mutazione) Vantaggio delleterozigote Selezione a favore delleterozigote Polimorfismo bilanciato

22 Selezione a favore delleterozigote Polimorfismo bilanciato genotipo frequenza fitness A 1 A 1 p 2 1 s A 1 A 2 2pq 1 A 2 A 2 q 2 1 t dove t è il coefficiente di selezione contro lomozigote A 2 A 2 Una popolazione in cui il genotipo eterozigote è favorito dalla selezione avrà s è il coefficiente di selezione contro lomozigote A 1 A 1

23 sarà per questa condizione In questo caso la fitness media, definita come, Polimorfismo bilanciato

24 Esempio di polimorfismo bilanciato: anemia falciforme Zone tratteggiate: areale dellendemia malarica nel 1920 Zone ombreggiate: regioni con elevata anemia falciforme

25 Correlazione fra la frequenza di HbS e la presenza di malaria endemica

26 genotipo frequenza fitness coeff. selez. A A p 2 1 s 0.1 A S 2pq 1 0 S S q 2 1 t 1 Nota: in questo caso t = 1, cioè il genotipo è letale Esempio di polimorfismo bilanciato: anemia falciforme Genotipi e fitness in una popolazione con anemia falciforme in ambiente malarico

27 Destino delle nuove mutazioni Neutrali: eliminate con alta probabilità dalla deriva Recessive: quando lallele è raro il cambiamento iniziale della frequenza allelica è lento sia che sia vantaggiosa che deleteria, è perché si trova per lo più in hz. Recessive deleterie: eliminate con una velocità che dipende da s e dalla frequenza, processo meno veloce nel corso delle generazioni Recessive vantaggiose: spesso eliminate dalla deriva prima che possano raggiungere una frequenza abbastanza elevata negli omozigoti Nelle piccole popolazioni leffetto della selezione deve essere più forte per controbilanciare quello della deriva

28 Destino delle nuove mutazioni Dominanti vantaggiose: aumentano velocemente le frequenze anche se rare; dopo che hanno ottenuto una certa frequenza, ulteriori aumenti sono lenti fino alla fissazione (dipende anche se cè un effetto additivo, vantaggio dellhz) Dominanti deleterie: eliminate velocemente perché diminuiscono la fitness anche negli eterozigoti

29

30 Nature 2006, 444:994


Scaricare ppt "Effetto dellinterazione tra FENOTIPO E AMBIENTE Lambiente agisce esclusivamente sul fenotipo."

Presentazioni simili


Annunci Google