lezione 18

• Oltre 1,5 milioni di specie viventi sono state identificate. Probabilmente ne esistono molte altre non ancora scoperte.
• La biodiversità solleva domande sull'origine e la classificazione delle diverse forme di vita.
• L'evoluzione, la tassonomia e la sistematica sono essenziali per comprendere la biodiversità.

Definire la Specie

• La maggior parte delle specie sono inizialmente definite in base a caratteristiche fisiche, note come specie fenetiche.
• Gli esemplari tipo sono conservati come riferimento per l'identificazione delle specie.
• In alcune aree, l'incrocio può determinare se due individui appartengono alla stessa specie, creando una specie biologica.
• Una specie biologica si verifica se possono accoppiarsi e produrre prole fertile.
• Il test di incrocio non è sempre fattibile o affidabile.

Evoluzione

• L'evoluzione è la forza trainante della biodiversità.
• I modelli evolutivi forniscono spiegazioni per la variabilità delle forme di vita.
• Le teorie evolutive sono supportate da numerose evidenze.
• Charles Darwin e Alfred Wallace hanno sviluppato la moderna teoria dell'evoluzione a metà del XIX secolo.
• Erasmus Darwin e Lamarck avevano precedentemente ipotizzato teorie simili.
• "L'origine delle specie" fu pubblicata nel 1859.
• In una popolazione, la prole può mostrare tratti modificati rispetto ai genitori.
• Gli organismi producono più prole di quanto l'ambiente possa sostenere.
• La prole più adatta si riproduce in modo più abbondante.
• La selezione naturale descritta da Darwin si riferisce gli organismi meglio adattati che si riproducono in modo più abbondante.
• I cambiamenti ereditari possono accumularsi col tempo, cambiando gradualmente le caratteristiche degli organismi.
• Le variazioni della prole sono dovute a mutazioni e ricombinazioni del DNA.
• L'ibridazione e l'endosimbiosi possono anche causare queste modifiche, anche se meno frequentemente.
• Le popolazioni producono più figli di quanti l'ambiente possa sostenere.
• Darwin ha descritto la selezione naturale dicendo che gli organismi meglio adattati si riprodurranno in modo più abbondante.
• La selezione guida l'evoluzione, come illustrato, ad esempio, dalla selezione operata da agricoltori e allevatori.
• In natura possono agire contemporaneamente molteplici agenti selettivi.
• Azioni selettive distinte sono: direzionale, stabilizzante, diversificante.
• L’evoluzione può portare ad evoluzione divergente, convergenza evolutiva o coevoluzione. Genetica
• La genetica di popolazione rivela l'evoluzione e le sue cause.
• Gregor Mendel scoprì circa nello stesso periodo di Darwin che i tratti ereditari sono trasmessi con precise proporzioni matematiche che hanno permesso di capire che quella genetica sono scienza quantitativa.
• I risultati di Mendel sono stati ignorati per molti anni e verranno riscoperti nel XX secolo.

Genetica di popolazione

• G.H. Hardy e G. Weinberg hanno applicato un modello teorico allo studio delle popolazioni, ponendo i seguenti requisiti:
• Non si verificano mutazioni.
• Non vengono eseguite migrazioni.
• La riproduzione consiste in incroci casuali.
• Non si verifica la selezione naturale.
• La popolazione deve essere notevole.

Il cambiamento genetico provoca modifiche nei tratti ereditari di una popolazione nel corso delle generazioni.

• Due alleli dello stesso gene manterranno proporzioni costanti. L'equilibrio di Hardy-Weinberg definisce questa situazione.
• Al contrario, i cambiamenti di proporzione indicano la mancata corrispondenza di una delle condizioni.
• Eventi casuali in piccole popolazioni possono influenzare la proporzione tra alleli.
• Questa modifica è chiamata deriva genetica o deriva genetica.
• Le caratteristiche specifiche dei fondatori potrebbero non corrispondere alla popolazione originale.
• La selezione naturale da sola non incrementa il numero di specie.
• Gli eventi di speciazione richiedono l'isolamento riproduttivo e la selezione direzionale:
  • isolamento geografico
  • poliploidia
  • ibridazione

Tassonomia

• La tassonomia è la scienza della denominazione e della classificazione delle forme di vita.
• Richiede sistemi formali e nomi accettati.
• Il sistema linneano è gerarchico:
  • Dominio (Suffisso: -a)
  • Regno
  • Phylum (Divisione o Stipite) (Suffisso: -ophyta)
  • Classe (Suffisso: -opsida)
  • Sottoclasse (Suffisso: -idae)
  • Ordine (Suffisso: -ales)
  • Famiglia (Suffisso: -aceae)
  • Genere
  • Specie
  • Epiteto specifico
• Prima del XIX secolo esistevano solo due regni: gli animali e le piante.
• I regni vegetali furono divisi in quattro nuovi regni: Monera, Fungi, Plantae e Protista.
• I seguenti domini si dividono tra procarioti ed eucarioti:
  • Bacteria
  • Archaea
  • Eukarya
• L'antenato comune più recente (LUCA) è la radice da cui tutti gli organismi discendono.
• Si può costruire uno schema in cui questo antenato comune sta alla base e da questo punto parte un "fusto" che si suddivide in rami, ognuno dei quali rappresenta una specie (o un gruppo di specie).
• La sistematica filogenetica è lo studio che si dedica a questo, e il tipo di diagramma che si ottiene è chiamato albero filogenetico. Si tratta di un campo di ricerca molto attivo che si avvantaggia delle tecniche di cladistica, della grande quantità di dati relativi al DNA di molti organismi e della disponibilità di calcolatori rapidi ed economici.
• Ogni punto del ram è un evento di speciazione.
• Le tecniche della cladistica aiutano a identificare il miglior albero filogenetico.
• Il numero di nodi che separano due rami rappresenta la vicinanza (lontananza) dei due taxa considerati.
• La parcimonia è un principio che serve a scegliere tra più cladogrammi.
• I cladogrammi radicati visualizzano la sequenza evolutiva nel tempo.
• Si costruiscono inserendo un “outgroup”.

Gruppi Monofiletici

• Ogni taxa deve essere monofiletico.
• Un gruppo monofiletico include l'antenato comune e tutti i suoi discendenti.