Biodiversità Animale PDF - Lezioni e Laboratori

CLELIAAA Lei fa lezioni frontali e una parte di laboratori. Chiara Morosinotto farà laboratori pratici. Lei c’è prima o dopo per le domande. Quando si scrive per Email scrivete Chi siamo e di che corso siamo. Non ce la prendiamo male se non riconosce per strada. Mette slide delle lezioni prima generalmente Non studiate solo sulle slide!! I libri dicono tante cose di più che sarebbe bello sapere, prendiamo le slide e guardiamo cosa c'è da dire. In linea di principio possiamo scegliere il libro che vogliamo, ocio a non andare troppo indietro nel tempo. Se vogliamo comprarne uno è l’Hickman con l’orso. Fatto bene, non troppo pesante né leggero. Altri tre Casiraghi che non va tanto nel dettaglio rispetto a quello che facciamo. Ballarin nuovissimo, mattonazzo terribile ma c’è tutto versione bibbia. Westheide mattonazzo ancora più, bellissimo e fa veramente tutto i dettagli. Versioni anche digitali dalla biblioteca. Frequenza obbligatoria per le lezioni frontali ma possiamo anche non venire, lei non la prende obbligatoria ma prende lo stesso per ragioni statistiche. Laboratori è stringente, 75%, si può saltare ma non tanto, solo se stiamo male o impegni irrimandabili. Se succede qualcosa di pazzo parlate agli insegnanti. Cominciamo con parte di evoluzione in cui segue meno il libro. Tutto il resto è carrellata di quello che c’è. Non è fondamentale un nemertino se ha celoma o no, invece sì polipo/polpo, adattamenti, etc è invece importante. I dettalgietti a memoria fanno anche prendere il 30L. Avremo in teoria delle guest lectures, seminari con colleghi esperti etc approfondimenti su argomenti. Tipo monitoraggio ARPAV di fauna ittica, squali, pipistrelli. Cercherà di farli venire man mano che si parla di animale. Laboratori con lei e Pinzoni è una forma di giorno al Club, lavori a gruppi da 2-3 persone. Leggiamo articolo scientifico e lo esponiamo in maniera semplice a tutti gli altri. Per incentivarcii. L’anno scorso organizzati per gennaio ma non tutti contenti, lo decidiamo insieme, si può fare alla fine del corso o date prima di Natale magari anche. Bonus sul voto in base a come lo presentiamo e solo al primo tentativo di Esame e vale solo per un anno se non bruciate il bonus. esame Aula informatica su moodle esami, sarà misto fra domande a scelta multipla e aperte corte. Settimana prossima cominciano i laboratori. Chi ha problemi per fisica ecc le parli e glielo fa stare lo stesso, lo tiene buono per un anno. Non lo fa rifare mille volte però. Nel corso si parla di biodiversità animale ovviamente, dobbiamo partire con un concetto importante: non è corso di ecologia ma piccola robetta su cosa sia la biodiversità: quanto sono diversi gli animali e quanto sono abbondanti quegli animali. Di solito prendono dentro un po’ di tutto. La prima cosa da ricordare è che si applica a tre livelli, quello che usiamo di più è quello delle specie, quale è la biodiversità a Padova urbano o italiana o solo dei vertebrati. Una nostra definizione. Gli altri due livelli sono a livello genetico, se prendiamo i vertebrati in quest’aula come vertebrati ci siamo solo noi. Se consideriamo la biodiversità a livello genetico siamo tutti diversi. Spesso si parla di popolazione che di solito non comprende tutta la specie, stiamo intendendo tutti gli umani. La variazione all’interno della nostra popolazione è intra. Inter tra cose diverse. A livello di ecosistemi ad esempio quanti ecosistemi ci sono in Italia? Importante sapere quanta biodiversità c’è intraspecifiche (genetica), determina quanto potrebbe sopravvivere una specie. Più variabilità è buona perché più strategia di adattamento all’ambiente. Ad esempio gestire uno zoo ho 10 suricati e poi scopro che sono tutti sono fratelli e sorelle, se non sto attento inbreeding che portano a mutazioni letali, male male male. È meglio avere più biodiversità. Stress ambientale può dire che c’è una malattia anche. C’è l’abbondanza che vuol dire quanti organismi ho in determinato ambiente, quante specie ho e quanto sono diverse nella loro abbondanza. Habitat tipo Parco Europa: quanti organismi ho? 8 ( ho 4 specie) Secondo caso ho biodiversità minore. Abbondanza relativa delle diverse specie si può misurare in mille modi, il più utilizzato è quello che ci dà un terzo indice. C’è una formula brutta che in realtà è semplice (non ce la chiede all’esame), serve per farci fare l’esercizio per fare il terzo indice. Uccello: la proporzione dell’uccello è 1/10, poi ci faccio il logaritmo e poi lo moltiplico di nuovo per 1/10. Lo faccio anche per i pesci, le formiche e le chiocciole. Vengono fuori i numeretti gialli e viene fuori indice H=1.31 indice di Shannon. Ce ne sono altri anche. Se lo faccio per l’altro esempio faccio tutti i calcoli di nuovo, ho un valore diverso, ho un indice che mi indica quanto biodiverso è un habitat. Più alto se sono più uniformi e ben distribuiti. Non si può pensare a niente se non nell’ottica dell’evoluzione. In questo momento storico è dovuto a quello che c’è stato nel corso dell’evoluzione. Si applica tutto perfettamente anche alle piante. Meccanismi di base sono gli stessi Come si crea la biodiversità e perché è importante? Lei è una biologa evoluzionista, il concetto è che anche alla scuola di medicina ci sono corsi di evolutionary medicine. Se non capisco le dinamiche evolutive faccio fatica a trattare, il COVID ci ha insegnato L’immagine bellissima con il cosetto che balla. Siamo sempre centrati sull'essere umano. Ci sono almeno 4 errori in quell'immagine: - non è mai lineare l’evoluzione, non c’è una direzione. È lineare perché ci guardiamo indietro, ma se partiamo dalla scimmia è un cespuglio. Parte più difficile da capire. - non discendiamo dalle scimmie ma veniamo da una linea che se andiamo tanto indietro la linea più vicina è quella delle scimmie. Non c’erano le scimmie di oggi una volta. Un po’ di problemi di fondo. Evoluzione pensa come cambiamento nel tempo ma si sta parlando non di tempo della vita di un individuo, nessuno si evolve biologicamente nella sua vita. Come esseri non evolviamo. Spesso diciamo evoluzione come miglioramento, invece in termine biologico non è un miglioramento. Altra cosa si parla di evoluzione di altre robe non biologiche ad esempio evoluzione stellare non è evoluzione biologica. Evoluzione della cultura anche. Selezione naturale e evoluzione non sono sinonimi come non lo sono adattamento e sinonimi. Quando qualcosa cambia durante la vita di un organismo, cambia nel tempo ed è data dalla plasticità fenotipica, sono a maglie larghe, possiamo far diventare qualcosa e qualcos'altro. Ad esempio l’altezza c’è una parte determinata geneticamente, c’è una certa variazione che è determinata dal genotipo. Se ho genitori alti due metri non vengo 1,20 vengo alta intorno a 2 metri, dipende da fattori ambientali. Esempi di cloni o gemelli in ambienti diversi vengono fuori leggermente diversi. Ci incanalano in una certa direzione ma ci sono variazioni sul tema. Genotipo e fenotipo quello espresso dal fenotipo. Qualunque cambiamento un essere vivente può avere è plasticità fenotipica. La macro evoluzione quella di fossili e dinosauri, su scala di tempo molto ampia, ha creato specie molto diverse fra loro. Evoluzione: cambiamento, nel tempo, dei caratteri ereditabili che si osserva in una popolazione Frequenze geniche caratteri ereditabili Evoluzione avviene a livello di una popolazione ad esempio una specie in tutto il pianeta ma con popolazioni separate ognuna con linea evolutiva diversa. Non tutti i tipi di evoluzione sono adattativi (portano ad attamento). Medusa adattata per vivere nell’acqua. Ci sono tipi di evoluzione che si dicono non adattativi e succedono per altre vie, succede con la selezione naturale. È importante il concetto delle frequenze geniche. Se considero 1 gene ho due alleli che possono essere uguali o diversi. Il locus è dove è posizionato materialmente un gene sul DNA. Il genotipo è dato da tutti e due gli alleli. L’organismo eredita due alleli uno da mamma e uno da papà. Se parlo di frequenza genotipica parlo di genotipi, ci sono 3 genotipi neri 2 bianchi e 5 misti in slide. Se andiamo a parlare di frequenza allelica guardo solo loro e li stacco dall’individuo, non sono più a coppie. Ho una popolazione di 10 bestie è ho frequenza allelica. Spariscono due individui e arrivano due con alleli neri, riguardo frequenza allelica, rifaccio il calcolo e la differenza è quello che lei intende per evoluzione. Quello che succede fra una generazione all’altra è evoluzione. Adattamento: quando cambiamento delle frequenze alleliche non è dovuto dal caso, se cambiano per un motivo perché è un prodotto della selezione naturale allora vuol dire che c’è adattamento perché conferisce un vantaggio in termini di sopravvivenza e/o riproduzione: aumenta la fitness. Ideale se uno vive a lungo e produce tanti figli. Se uno vive poco e lascia tanti figli non va bene per l’evoluzione. Come ci arrivo al numero di discententi è uguale per i concetto di evolzuione. Se uno muore non si riproduce, almeno maturità sessuale. Fitness: quanti nipoti lascio, perché se lascio due figli e non si riproducono siamo di nuovo l’ da pov evoluzione, se invece calcolo i nipoti vuol dire che almeno hanno i geni per sopravvivere. Verrà selezionato dalla selezione naturale di più quello che fa più figli. Se uno fa tre figli a generazione nel giro di 300 anni abbiamo UN BOTTO. Quali sono i meccanismi evolutivi? Quali che portano ad adattamento e come si formano delle nuove specie? Darwin non si è svegliato e ha avuto idea di selezione naturale, c’erano tante idee in quel periodo storico che hanno permesso a lui di ben spiegare la selezione naturale. Lamarck bistrattato, storia della giraffa che tira il collo perché vuole le foglie più buone e il collo lungo passato alla generazione successiva, buona idea ma non giusto. I caratteri acquisiti in vita non possono essere trasmessi. Qualunque cosa che uno fa nella vita non viene passato In realtà a Lamarck qualcosina che non è nei geni può venire passata, epigenetica. Il solito viaggio di Darwin, nerd, sposato la cugina perché è la cosa più semplice (zero scazzi), aveva fatto un elenco dei pro e dei contro di sposarsi. Nerd che stava lì, guardava tutte le bestie possibili, incomincia a pensare una cosa, un mattonazzo, vuole qualcosa che sia rivoluzionario e che arrivi la chiesa e lo metta in croce. Esperimenti, osservazioni. Non voleva buttare via l’idea. Scrive da anni e arriva una lettera da uno più giovane e gli scrive: io ho pensato a questo e Darwin dice “madonna mi ha fregato l’idea”. Cominciano a scriversi e gli lascia l’idea da vero gentleman. Darwin arriva con il libro con tutta la solidità scientifica. Si sapevano già queste cose, cose magari banali ora. Gli esseri viventi si riproducono molto di più di quanto non sopravvivano, se tutti i conigli sopravvivessero saremmo circondati da conigli. Producono più prole di quella che può sopravvivere, Malthus parla di lotta di sopravvivenza. il pesce luna che è gigante produce dei piccini a forma di stella, è il vertebrato che fa più uova 300 milioni a ogni evento riproduttivo, pochissimissimi arrivano a maturità sessuale. Perché molti non ci arrivano? Non c’è ciccia per tutti, spazi, risorse in generale. C’è competizione perché qualcuno è più bravo ad accaparrarsi di qualcun altro. C’è variabilità intraspecifica, siamo tutti con genotipi di homo sapiens ma non siamo tutti uguali. Ci porta ad avere fenotipi diversi……. Per questione di farci vedere cose ci sono sempre gli esempi dell’esterno tipo colori etc, ma anche il comportamento è una parte fondamentale che viene selezionata, ha la maggior plasticità possibile. Non è solo per noi uomini, ci sono cose determinate geneticamente se siamo più o meno timidi. La variabilità è almeno in parte ereditabile, si capisce che noi assomigliamo più ai nostri genitori di una persona a caso. Aveva provato a fare una spiegazione, non c’era nessuno che aveva pensato a ipotesi di come questa osservazione si potesse basare. Il nostro amico dei piselli c’era ma non si conoscevano, è arrivato un po’ dopo, ci ha spiegato come succede che siamo simili ai nostri genitori. Evoluzione è solo per i tratti ereditabili Si sapeva che si poteva selezionare già da tempo, fanno riprodurre solo quelli che hanno una caratteristica e viene il pollo con il petto gigante perché ci piace. Il piccione si arrivano a cose strane, come con i cani (e si è fatto il miglior cane di sempre aka Oy la patata). Se è ereditabile faccio evolvere la caratteristica. La selezione naturale non sa cosa è meglio. Qui abbiamo idea in che direzione evolvere. Mettendo insieme ste robe si capisce come sono comparse le spezie, l'evoluzione e l’adattamento. 10/10/24 Dottoressa morosinotto che ci spiega i lab. I lab saranno sempre il mercoledì mattina tranne il 26 novembre di martedì. Dalle 9 alle 12:30. Ce lo metterà su moodle in aula 3H. Due turni con i laboratori dalle 9-10:30 alle 11 alle 12:30. Una volta iscritti rimangono gli stessi per sempre Piccolo esame di idoneità da laboratorio alla fine dei lab, cosa tranquillissima. Prof referente per la triennale per l’erasmus. Non è per le parti tecniche. Lei sa dire “dove vado?” approva il piano di studi Concetto di fitness: quanto individuo è bravo a sopravvivere e riprodursi, si misura con il numero di nipoti. Vista acronimo per evoluzione per selezione naturale. Variation, variabilità intraspecifica. Bisogna che ci sia. Inheritance: eredità dei caratteri vantaggiosi. Qualsiasi carattere acquisito nella vita non è ereditabile. Selection: selezione, è il filtro che tiene le caratteristiche che fanno aumentare la fitness Time: evolve la popolazione e non l’individuo, il tempo è di solito molto lungo. I cambiamenti climatici ci sono sempre stati ma adesso in così poco tempo che non riescono ad adattarsi perché prima sono cambiati in modo molto più graduale Adaption: unico processo che porta ad adattamento (sogg selezione naturale), avviene a livello degli individui Variabilità deve esserci, se non c’è non ci può essere nessun tipo di evoluzione. La variabilità arriva da mutazioni, flusso genico e la ricombinazione per la riproduzione sessuale. Portano ad avere variabilità intraspecifica. Se non ci fossero saremmo tutti identici Mutazioni Siamo nel brodo primordiale, primo organismo vivente perché si riproduce. Se nel riprodursi non ci fosse alcun tipo di variabilità noi saremmo ancora lei, niente evoluzione niente di niente. Ci sono errori nel riproduzione delle cellule. Mitosi e meiosi processi diversi, importanti per evoluzione per meiosi. Se ho una mutazione in una cellula somatica crescendo, (ad esempio il tulipano con colore diverso), siccome rimane nel soma non viene passato ai figli. Se non posso passarla ai discendenti non serve a niente per evoluzione. Le mutazioni che possono essere passate sono quelle che possono essere selezionate. Rip i benefici che porta. Quando succedono mutazioni è un errore da qualche parte, classico esempio mutazione puntiforme al posto di una lettera ce n’è un'altra, ognuno di noi nasce con 70 nuove mutazioni. Classico esempio di mutazione puntiforme è quella che causa anemia falciforme, viene cambiata una singola base e viene un globulo rosso a forma di falce un po’ sfigato. La lettera fa cambiare l’amminoacido che fa qualcosa al fenotipo delle emoglobine che non riesce più a legarsi bene e viene fuori un obbrobrio di globulo rosso. La forma fa anche che si uniscono tra di loro e fa trombosi. Ci possono essere mutazioni dovute ad agente esterno. Se la storia di spider man fosse vera mutazione che non può passare ai figli. Abbiamo la mutazione, comunque sia stata causata abbiamo il cambiamento del codice genetico, può essere neutra e non cambia niente. Cambia un amminoacido, non cambia funzione, non ho effetto in fenotipo. Ad esempio mutazione di anemia svantaggiosa, se invece avessi super globulo rosso che porta un sacco di ossigeno vantaggiosa. Questa cosa accade per caso, non arriva la mutazione perché ci serve qualcosa. La pressione selettiva non spinge a far venire fuori la mutazione. Sembra strano ma qualunque cosa che vediamo un adattamento ad esempio il mimetismo o i nostri mega occhi è tanto tempo tempo tempo. Ogni singolo pezzettino mutato ha dato un leggero vantaggio in più. Di solito il vantaggio che faccio tre figli invece di due e poi loro continuano e poi si accumulano, staffetta a caso in cui ogni organismo porta mutazione. Tante mutazioni che avvengono in linea germinale che l'embrione neanche si sviluppa. Quelle vantaggiose rispetto alle altre sono rare. Se cambio a caso un bullone di un motore la probabilità che cambiando a caso venga fuori un effetto positivo è rarissimo. La probabilità che non funzioni più niente è meno raro. C'è un piccolo grafico. È per questo che il tempo di evoluzione è TANTO A volte sia vantaggio sia svantaggi tipo malaria e anemia falciforme. Non ci sono solo le mutazioni che cambiano l’evoluzione ma anche: Flusso genico: si parla di popolazione per evoluzione, il flusso genico è che arriva qualcun altro con delle varianti che non c’erano prima in quella popolazione, stessa specie ma con varianti comporta dei cambiamenti. Ad esempio tra le farfalle rosine arriva una diversa, porta variazione in popolazione. Ha più variazioni di prima. Riproduzione sessuale: se parlo di specie asessuata si applicano le altre due (mutazione e flusso). Quelli che fanno sesso hanno un sacco di miscuglio di cose, roba grossa, il crossing over che avviene solo in meiosi e assortimento indipendente dei cromosomi: in divisione vanno dove gli pare e si scambiano. Crea ancora più variazione. Ci sono 8 milioni di possibili combinazioni. Solo il fatto di riprodursi sessualmente possiede circa 8 milioni di possibili combinazioni di cromosomi. Per fare uno zigote due gameti si uniscono. vengono 64 mila miliardi di mutazioni, a questo aggiungiamo il crossing-over. Una volta che ho una variabilità, più ne ho più evoluzione procede. Quando ho variabilità ed è ereditabile arriva la selezione. qualcuno sopravvive e si riproduce di più degli altri. Se c’è variabilità la selezione naturale mantiene e favorisce quella mutazione vantaggiosa. Un piccolo vantaggio di essere leggermente più mimetico fa sì che io abbia vantaggio nella sopravvivenza. Si aggiunge un’altra piccola che aiuta il mimetismo e ancora portata avanti da selezione naturale. Se è svantaggiosa viene sfavorita. È come se la mutazione fosse un lancio di dadi che può venire buono o no, la selezione naturale porta avanti quelli buoni, quelli neutri non li vede. Ragione per finire la scatola di antibiotici è che i batteri non diventino antibiotico resistenti, quando ci sono infezioni batteriche così uno ci muore. Si stanno scoprendo quasi nessun tipo di nuovo antibiotico. Il problema è che abbiamo dei batteri o una popolazione di batteri con una certa variabilità, vanno avanti si moltiplicano, dà il dottore e dà antibiotico che qui è la pressione selettiva. Se fra questi non c’è nessuno che è resistente tutti schiattati e siamo apposto. Il problema è che c’è variabilità, se lascio indietro quelli un pochino più resistenti succede che la mia popolazione è con quelli un pochino più resistenti (di solito fanno in tempo a fare un’altra generazione). Secondo antibiotico e li ammazza. Potrebbe succedere che ho lasciato quelli un pochino più resistenti se stoppo antibiotico. Anche se stai bene devi finire la scatola perché se no selezioni solo i batteri più potenti. L’antibiotico non causa l’emergere della resistenza, non viene incentivato l’insorgere della mutazione della resistenza. Serve del tempo inteso come generazioni Viene fuori l’adattamento che è qualunque cosa che permette di vivere e sopravvivere e riprodursi. Ci sono adattamenti semplici da capire, pesci con le branchie ad esempio. Oppure adattamenti più sottili ad esempio un sistema immunitario un pochino migliore. Noi vediamo il risultato ma se tornassimo indietro c’era una colorazione un pochino più mimetico. Metto insieme gli step e viene fuori quello che sembra la perfezione. Altri tipi di evoluzione non finiscono nell’adattamento. L’adattamento è risultato di selezione naturale, scritto nei nostri geni. Il resto è plasticità fenotipica, quando si va in alta quota produciamo più globuli rossi, perché c’è meno ossigeno. Non è un adattamento in senso evolutivo. Invece popolazioni umane si sono evolute in altopiani di Tibet e Ande, evoluti per migliaia di anni con ossigeno basso, loro hanno scritto nei geni come vivere con scarsità di O2. Nel tibet c’è meno del 60% rispetto a qui. Hanno tante mutazioni che permettono di sfruttare meglio l’ossigeno, sono adattati al poco ossigeno. Altri esempi all’interno della stessa specie di fenotipi visibili. Immagine c possono essere fratelli con una dieta o un altra, stesso per d, e quello della dalla vecchia. b se stanno nella stagione secca o no. Se l’ambiente (tutto quello che vogliamo compreso dieta) cambia e non cambia il fenotipo non c’è plasticità fenotipica, altrimenti c’è plasticità fenotipica. La Dafnia che si porta dietro tutte le uova carine. Immagine a destra: se durante l’ontogenesi percepiscono chimicamente un predatore sviluppano l’uncino, se no rimangono daphnie semplici, plasticità fenotipica durante lo sviluppo, non è che possa ritrarre il corno. Possono succedere tutte e due le cose della domanda: aumento e diminuzione. Se produco più figli la generazione successiva ha carattere vantaggioso. Il problema è che la selezione avviene a livello dell’individuo. Se ho un individuo che lo fa riprodurre meglio anche a spese dei suoi conspecifici, la selezione guarda l’individuo anche se va a svantaggio degli altri. Ad esempio uno che mangia le uova degli altri lui grandissimo, la fitness media si abbassa, pieno di evidenze di questo. Può portare all’estinzione della popolazione o della specie, la selezione non ha obbiettivo, viene favorito chi ha fatto più figli. È la popolazione che si evolve, la definizione che abbiamo visto ieri è in una popolazione. La selezione arriva a livello dell’individuo. Quella del suicidio del Lemming (tipo cricetini), videogioco in cui andavano da salvare, fila infinita che si buttavano nel burrone. Tutto questo è venuto fuori perché la Disney ha fatto un documentario versione fake news fatta bene di Lemmings che si buttavano giù. Dicevano che lo fanno per il bene della specie. Nessuno si suicida per il bene della specie, la selezione naturale non lo fisserebbe. Il concetto dell’altruismo è complicato ma non devia da questo, limitati a gruppi familiari, se si condividono gli stessi geni: aiuto quelli che porta avanti i tuoi geni. Non esiste fra non familiari se non in pochissime eccezioni ma lì è reciproco. Domani vediamo come evolve nel tempo, cosa succede alla popolazione un carattere La selezione agisce a livello dell’individuo ma l’evoluzione lo vedo a livello della popolazione 11/10/24 Componenti visti per l’evoluzione per selezione naturale. Manca del finale: adattamenti portati solo da selezione naturale. Ci vuole tempo. Adattamento: quello che si vede: gli individui sono adattati al loro determinato ambiente che non è solo l’habitat, è tante cose. Concetto di pressione selettiva: un qualsiasi fattore del nostro ambiente che può influire sulla nostra sopravvivenza che seleziona quelli che sono più adatti a vivere in un certo ambiente, può essere positiva/negativa se favorisce/sfavorisce la sopravvivenza. Ambiente freddo è la mia pressione selettiva ora. Temperatura molto fredda potrebbe non riprodursi oppure si ha talmente freddo che si muore. Un adattamento può essere dato dalla pelliccia, un mantello spesso per isolarsi meglio. Se arriva un individuo che fa mantello un pochino più spesso vengono fuori splendidi animali e non ratti talpa nudi. Le pressioni possono essere fattori biotici: - pressioni da altri esseri viventi, ad esempio qualsiasi tipo di predazione, qualsiasi caratteristica che lo rende più visiva viene selezionata. - competizione per il cibo, anche territori nascondigli - da parassiti, malattie patogeni Fattori abiotici: - caratteristiche ambientali chimico fisiche, temperatura pH umidità, inquinamento chimico luminoso sonoro, inquinamento forte pressione selettiva. Favoriscono gli organismi che le hanno versus non le hanno. Esempi di adattamenti esterni oppure fisiologici ad esempio enzimi che funzionano meglio che funzionano ad alte o basse temperature. Ci sono dei pesci antartici in prossimità dello 0, hanno delle proteine antigelo, le hanno nel sangue, non hanno problemi. Sono molto studiati. Il comportamento è anche un adattamento, anche questo viene selezionato, chi ha cominciato a migrare in posti più caldo d’inverno ha cominciato a stare meglio. Adesso è più caldo e ci sono uccelli che non fanno più migrazione. Una parte di quelli tipicamente migratori se ne stanno al calduccio in città e si riproducono. Immaginate un ambiente, uno scenario post apocalittico, un ambiente pieno di parassiti. Pensare a quali pressioni selettive ha il nostro ambiente: una biotica e una abiotica; immaginarci che adattamenti potrebbero essere favoriti in quell’ambiente. Descrivere un nostro organismo immaginario e dite che cosa potrebbe essere evoluto, in ambiente deve comunque capitare una mutazione. il virus su biotico tutti gli adattamenti una caratteristica favorevole non compare dal nulla da una generazione all’altra, come se fosse un puzzle, roba piccolina alla volta. Non si è svegliato un individuo con un occhio complesso. Il colore può essere determinato a singolo gene, di solito invece sono tanti geni insieme, anche se muta una cosa muta di poco. Fino ad esso ci siamo immaginati una caratteristica che viene selezionata in modo favorevole andando in una direzione. C’è stato un processo in cui man mano un tratto va in una certa direzione però non è sempre il caso. Selezione direzionale: è il caso più semplice e più facile da immaginare. Se prendiamo una caratteristica quantitativa, mettiamo su asse x, se metto l’altezza delle persone ho la distribuzione normale (campana) che fa vedere la frequenza: tanti individui con la media, pochi altissimi e pochi bassissimi. Se dopo un processo di evoluzione rimisurassi la popolazione e la curva si è spostata la media cambia. Noi oggi siamo in media più alti di quelli di 200 anni fa. Selezione direzionale perché sposta la media, viene favorito l’artiglio più lungo ad esempio. Anche il contrario. Si può spostare anche la varianza che è la variabilità: se ho la media con le code c’è tanta variabilità invece se è più stretta la variabilità diminuisce, perché gli estremi non vanno troppo bene. Si può spostare sia la media sia la sua varianza. Ad esempio misura della luminosità del verde, è verde però qualcuno è più scuro qualcuno più chiaro. Pressione selettiva: predatore, se vengo visto o mangiato non lascio dipendenti. Nella selezione direzionale sono favoriti quelli ad un estremo, ad esempio in questo caso l'ambiente cambia e le foglie sono tutte scure. Alla mia popolazione iniziale succede che venendo favorito il mimetismo più scuro, da popolazione iniziale di 3 si riproducono di più dopo poche generazioni mi ritrovo con la popolazione più scura. Ci saranno ancora quelli un po’ più chiari. Se facevo l’esempio delle foglie di un altro colore si va dall’altro estremo. Selezione stabilizzante: la media rimane la stessa ma la varianza diminuisce, l’ambiente ora è del verde fosforescente che è del valore a metà, arriva il solito predatore e vengono favoriti quelli dell’intermedio e vengono sfavoriti quelli ai lati, la mia popolazione sarà fatta praticamente di solo quelli di prima. La media è identica (quelli verde medio) ma è cambiata la varianza. Selezione disruptiva: il contrario della stabilizzante. Ambiente fatto di foglie chiare e foglie scure, la curva quindi fa due gobbe, sono spariti quelli in mezzo. Questo è uno dei modi in cui si può avere una speciazione. Biston betularia, la falena in inghilterra. Falena a sinistra che ha avuto la stessa storia della biston betularia, cambiamento delle falene con l’industrializzazione. Come molti animali la colorazione può essere molto variabile, nei nostri acquari hanno molta più variabilità di colore che in realtà. Nella versione normale queste bestie se ne stanno sui tronchi delle betulle e si vede. L’uomo rompe, scoppia rivoluzione industriale, industrie tessili alimentate a carbone, chili di residui di foreste negli alberi circostanti, tronchi coperti di fuliggine e la biston betularia viene fregata, improvvisamente non ha tante altre capacità oltre a quella di non farsi vedere si vede benissimo ora. Succede che nella popolazione la variazione del colore c’era, prima della rivoluzione sapevano che c'era la forma melanica ma era meno dell’1%. La forma melanica diventa predominanti nel giro di pochissimo. Sono andati a vedere la genetica, trasposoni che se ne vanno in giro nel nostro codice genetico, non codificano e ogni tanto fanno dei danni e degli effetti, qui è un trasposone che è messo in un gene che influenza il colore delle ali delle farfalle. Quando sono andati a vedere e stimare quando è comparsa la mutazione vedono che c'è stata in quel periodo lì. Dopo che è finita l’era industriale le betulle sono pian piano tornate al loro colore originale e tornano quelle dell’altro colore, quelle nere di nuovo sono sfavorite. Altro esempio il roditorino carino, rock pocket mouse. Nell’ovest degli Stati Uniti. Normalmente se ne sta sulla sabbietta. Ad un certo punto ci sono state delle colate, quando arrivano le colate laviche l’habitat cambia drasticamente. Ci sono dei punti però in cui è nero ed altri come l’originale. Si crea ambiente a macchie. Hanno un habitat molto chiaro e uno molto scuro, quando vanno dove è molto scuro trovano quelli scuri e viceversa. Che tipo? Disruptiva: quelli chiari stanno bene, quelli scuri anche, quelli medi stanno male da ambo i lati. Altro esempio di distruttiva i famosi fringuelli di Darwin che ne aveva preso solo qualcuno morto e se li è portati dietro, non se li è cagati molto. Da un sistema di isole, da una singola specie si sono evolute specie diverse dovuto all’alimentazione. La forma del becco si è evoluta favorendo ogni tipo di cibo che c’era. La forma è molto diversa. Il primo in alto a sx, semi molto grossi con anche spine pianta. Per mangiare semi piccoli o insettini il becco in basso a dx favorito. Se questo avviene per abbastanza tempo vanno a formarsi specie diverse. Sull’asse x abbiamo spessore del becco, con spessore. Quello che hanno visto Peter and Rosemary Grant sanno tutto, fanno dimensione del becco e della bestia in generale. Hanno visto che nel giro di due anni dopo la siccità tremenda anche piccole differenze dello spessore del becco aveva fatto la differenza. La curva si è leggermente spostata, andati verso la dimensione con il becco più spesso, quando tornato normale ambiente si torna indietro. Evoluzione è sempre dinamica. Esempio di selezione disruptiva dei salmoni che vanno nei fiumi per riprodursi, maschio e femmina scavano una specie di nido rilasciano i gameti, ricoperti con altri sassetti adulti muoiono. Arriva il maschio sneaker o satelli nei mammiferi, maschi che non hanno caratteristiche per essere dominanti territoriali grandi, quello che succede è che questi sono piccoletti (maturano un anno prima) smilzetti non colorati, si infilano dentro e mollano i loro spermi in contemporanea mentre anche gli altri due lo stanno facendo. Succede spessissimo nei pesci. I maschi sembrano delle femmine, a volte mimano anche l’odore, a volte i maschi gli accolgono. Selezione disruptiva per un comportamento, una strategia. Le vie di mezzo non se li fila perché non fregano i maschi dominanti e non attirano le femmine. Altro esempio con le uova, per i bimbi piccoli la selezione favorisce chi nasce attorno ai tre chili e mezzo. Il nido di una famiglia a livello di tanti nidi della stessa specie. Se le uova sono troppo piccole, tuorlo piccolo-> poco nutrimento, le più grandi fanno fatica ad essere covate, tenere a temperatura. La forma e dimensione ideale è questa. C’è un minimo di variazione ma non tanta Oh si Clelia bambini morti, si gode 16/10/24 Domani e dopodomani abbiamo una maratona di mineralogia, lei se ne va in Olanda. Specie di pesci della stessa famiglia in cui alcuni hanno una placenta e in altri casi sono delle specie molto vicine e simili che però non hanno la placenta. Ci sono caratteristiche facili da pensare ad esempio fa cambiare un colore, trasposone che si mette in mezzo e fa venire forma melanica ad esempio. Se questa mutazione fosse arrivata 200 anni prima tutte le melanica se ne vanno. Come si arriva all’occhio di vertebrati mega complicati, coni bastoncelli retina etc, come ha fatto ad evolversi una cosa del genere? Ci vogliono tempi lunghissimi, funziona bene per spiegare l’evoluzione che di solito serve moltissimo tempo in generale soprattutto quando si pensa a strutture complesse. Lavoro all’indietro, possiamo immaginare cosa è successo ma non abbiamo le prove. Quello che si fa fatica è predire come sarà il futuro. Ogni singolo step dell’evoluzione a partire da cecità a come è adesso ha dato un vantaggio all’organismo che lo portava. Occhio dei cefalopodi complesso in maniera uguale, ci vedono benissimo, sistema molto simile e strutturato in maniera molto diversa. A partire da una cosa molto semplice a una cosa molto complessa andando in due direzioni evolutive diverse. C’era singola cellula che percepisce la luce, un ocello, qualcosa di fotorecettore, la patella ha un puntino con raggruppamento di cellule che sono fotosensibili, cosa così semplice, non fa vedere bene ma ha comunque un vantaggio: le patelle se ne stanno appiccicate alla roccia e quando arrivano la notte percepiscono la notte e si attaccano ancora più forti alle rocce perché è il momento in cui ci sono ancora più predatori. Anche solo il fatto di riconoscere se è giorno o notte è un vantaggio di fitness. Concetto: ogni step deve aver avuto un vantaggio in quel momento. Eccezioni come Biston Betularia sono tipo i geni Hox in cui se qualcosa accade storto succedono pazzie, antenne da lati altri, antennapodo etc. L’uccellino molto comune, ma anche la gru, uccelli quando stanno covando se arriva un potenziale predatore se ne vanno via e si spostano dal nido in modo di distrarre l’attenzione del predatore, incominciano a richiamare e fanno finta anche di essersi rotto un’ala, fanno sì che i predatori li vedano come preda facile e non pensino più le uova, poi quando il predatore si avvicina abbastanza l’uccello vola via. Hanno il nido per terra e bello mimetico questi qui. La specie ancestrale rimaneva seduta tranquilla e veniva il panico, C’è la mutazione che fa sì che invece che panicarsi incomincia a spostarsi e il predatore (visivi attirati dal movimento) subito scarta, generazione da generazione ha abbassato che andasse sulle uova. Poi che se ne stia un po’ più fermo etc etc. Ci sono comportamenti clamorosamente complessi. I comportamenti sono innati, magari poi possono essere rinforzati. Il bruco con la testa piccina. Mimetismo assurdo che fa finta che la testa sia un’altra. Quando arriva un predatore allarga la parte finale del corpo perché fa sembrare la testa di serpente e cossa traslucida che sembrano squame, come ha fatto a fare sta roba? Bruco iniziale in cui è comparso il puntino dietro, ha mangiato quella parte e il bruco non è morto ecc Ogni caratteristica che porta l'organismo ad avere maggior fitness selezionato, allo stesso modo il contrario contro-selezionato. I due che litigavano, probabilità di farsi male altissima, probabilità di essere visti da un predatore o non scappare altissima. Perché fare una roba così rischiosa? “nessuno ha detto che organismo ha fatto dei testicoli enormi per fare un’infinità di spermi” scopo di aumentare scopo riprodudttivo si chiama selezione sessuale. Hanno l’esclusivo di aumentare la riproduzione anche in certi casi a discapito della sopravvivenza. Cervo e pavone sono i casi dei libri e hanno anche rotto un po’ i cabasisi, tutti gli altri sembrano andare contro la selezione naturale, ad esempio la spada dietro del pesce non ha alcun vantaggio per la sopravvivenza, idem pavone e corna dei cervi (palco????) scappare nella foresta difficile con il palco di corna e con il beneficio di fare più figli. Il linneo ha preso una bella sbandata perché pensava le quaqua fossero di due specie diverse, perché maschi e femmine sono così diversi? L’ambiente è lo stesso, stessi parassiti e predatori… Maschi e femmine sono diversi (meno nella nostra specie), spessissimo c’è cosa delle colorazione, diversi in armamenti (di solito i maschi con corna), in dimensione (criniera ad esempio in maschio e non leonessa ma se favorisse termico l'avrebbero entrambi): Dimorfismo sessuale Di solito sono i maschi colorati con cose strane, caratteristiche che sembrano andare contro perché espongono ai predatori e costano tanto di energie, portarlo in giro, idrodinamicità. Non sono solo strutture e colori ma anche comportamenti ad esempio il peacock spider che è un salticidae normale e fa danza figa. Tutte le mattine il pesciolino fa sta roba che non serve a niente, il maschio è il simpaticone che tute le mattine fa quella roba, le onde cancellano poi, ogni giorno fa sta roba, e dall’altro appare perfettamente simmetrico. Passa ore per far sta roba meravigliosa e poi si mette in mezzo e aspetta. È visibilissimo e spreca un sacco di energie. Anche l’uccello nero con la faccia azzurra. In realtà Darwin ha raccolto tutte le evidenze per benino e ha chiamato il libro “La Selezione Naturale”, Darwin mica era scemo “ma perché c’è lo coda del pavone?”. Mica lascio così, va contro la mia teoria. Dopo un po’ di anni pubblica libro su selezione sessuale, stesso meccanismo evolutivo. Unica differenza è che vengono selezionati individui in cui la funzione esclusiva è di aumentare successo riproduttivo. Anche chiamati spesso caratteri sessuali secondari (primari tipo gameti etc) se un uccello non nasce con quel colore funziona tutto, si potrebbe riprodurre. Servono a fare più figli. La selezione sessuale è molto diversa, non agisce su individui della specie in maniera uguale, favorisce in un sesso e non sull’altro. Perché l'investimento riproduttivo è più alto di solito in femmina, quanto investo delle mie energie nell’evento riproduttivo? Noi siamo sempre mammifero centrici, la femmina investe tantissimo in produzione, gestazione… il maschio in una specie standard passa gli spermi, poi sparisce (va a prendere il latte) quindi l’investimento riproduttivo del maschio è meno. Se è il maschio che fa l’investimento riproduttivo la questione gira, dipende da quanto altro si fa poi nei piccoli. Il maschio e le femmine producono gameti diversi. I maschi producono gli spermi/spermatozoi. Le femmine producono le uova. Gli spermatozoi sono mobili, alcuni hanno forme fantastiche, il classico ha una coda (mobili) e una testa. Le uova invece sono tonde quasi sempre, le uova sono grandi e contengono tanto nutrimento e sono poche (pochissime o poche rispetto gli spermi), immobili. Spermi talmente piccoli che in realtà sono pacchettini di DNA con una coda, niente nutriento. In uova un sacco di materiali che correggono gli errori, negli spermi quasi solo dna in una forma idrodinamica per questo spesso più mutazioni. Il costo unitario di produrre gli spermi è meno di produrre un uovo che si forma in giorni e giorni, ormoni. Spermi invece a bizzeffe, quanto ve ne pare. Kiwi con olfatto sviluppatissimo, non vola. Raggi x di una femmina che produce un uovo. non è neanche fecondato. Il costo di produrre l’uovo e mantenerlo e tutti gli altri costi, producono un uovo a stagione. La differenza di produzione di gameti è anisogamia. Già il costo differenziale giustifica tutto il resto: il sesso femminile poche uova, maschile tanti spermi. A questo si aggiunge tutto il resto come gestazione, cura/protezione delle uova/prole. Ci sono cose in cui sono sia mamma che papà a star dietro ai piccoletti. Dobbiamo star attenti agli altri costi, se vanno sui maschi per qualsiasi ragione la storia dell’evoluzione gira dall’altra parte. Le femmine investono nella produzione tempo ed energie per fare un investimento solido. I maschi fanno na robetta che costa poco, può anche rifarla tutti i giorni. Pesci con gravidanza per un mese, bestie che durano due anni. C’è altra conseguenza: il maschio si è accoppiato meno di un secondo tac fatto, passaggio degli spermi e il maschio se ne va. Niente cure parentali, non difende niente. Questa rimane con uova fecondate un mese, deve mangiare di più, si muove male. Il maschio dopo un’ora si accoppia con un’altra. 50% M e F, piccole variazioni sul tema una sex ratio su quante femmine e maschi in una popolazione. Il problema è che quando si parla di riproduzione lei per un mese non si accoppia più, si parla di sex ratio operativa quindi ci sono sempre più maschi disponibili di femmine (che sono in gestazione) perché il maschio due minuti va da un’altra femmina. Ci sono diverse potenziali di accoppiamento, potenziale riproduttivo dei maschi molto maggiore di quello delle femmine. Nella maggior parte delle specie un maschio potrebbe riprodursi e far andare avanti una popolazione. Spiega in ultima analisi perché hanno quelle robe un po’ strane. Torna il concetto di curva e varianza. Le femmine producono in media 10 uova, c’è piccola variazione. I maschi invece hanno successo riproduttivo molto diverso ad esempio nella coda più estrema o dall’altra, accoppiarsi con migliaia di femmine e il collega che non si accoppia quasi mai. Il fatto è che c’è selezione sessuale. Maschio dominante mantiene l’harem di femmine, si accoppia con tutte e le difende da altri maschi che vogliono arrivare. La femmina produce 1 figlio a stagione [riproduttiva] (1 figlio ad anno in media). Il maschio ha harem medio di elefanti marini è di 50 femmine, se si riproduce con tutte produce 50 figli, se ha vita media di 10 anni potrebbe produrre 500 figli. Il problema è che per ogni maschio con successo riproduttivo elevato ci sono quelli che non hanno un harem. Qualcuno di esterno in realtà riesce a infilare una copula ogni tanto. Diversissimo potenziale riproduttivo e genera potentissima selezione sessuale sui maschi. La femmina è limitata nel numero di quello che può produrre. La biologia non gli fa produrre un numero diverso di piccoli. Quindi le rimane solo la possibilità di avere dei figli migliori che sopravvivono di più degli altri e si riproducono. Quindi scelgono bene il padre dei propri figli. Invece i maschi non sono limitati nel numero, basta per loro aumentare il numero di accoppiamenti, aumentare il numero della prole, è la loro pressione selettiva. Eccezioni Se ci sono specie in cui investimento riproduttivo è dal maschio i ruoli si invertono. Il cavalluccio se li porta all’infinito, è il maschio qui che sceglie le femmine. Altro esempio è il papà con i piccoletti che si porta in giro, fa il nido, cova le uova e se li porta in giro tipo mamma chioccia , arriva il predatore, i piccoli vanno sotto il papà. Investimento clamorosamente più per i maschi. I maschi scelgono. Dimensione di uovo e spermi piccino di drosophila, hanno delle code giganti, la testa morfologicamente non si vede. Spermi di 6 cm tipo. È un adattamento, sempre risultato della selezione sessuale. I maschi: come fanno ad aumentare il numero degli accoppiamenti di accesso alle femine? - competizione, è selezione intrasessuale fra maschio e maschio, le donne non c’entrano, ad esempio li scacciano - spiega invece come mai si sono evoluti anche gli ornamenti, favoriscono i maschi che vengono scelti dalle femmine. In quasi tutte le specie ci sono tutte e due. Ci sono gli armamenti, corna tipicamente, dimensioni corporee, forza fisica. Articolo scientifico, review (fanno il punto di quello che c’è in letteratura scientifica) tutti gli armamenti Soprattutto le corna sono particolarmente costose, vanno fatte crescere, deviare energie e nutrienti, hanno impatto su attività giornaliere. Granchi violino hanno solo una chela sviluppata, usano per combattere tra maschi ma anche per attirare le femmine, usano la stessa struttura per farsi vedere. Se le armi sono abbastanza semplici, strutture o forza fisica. Le armi si vedono anche, ma gli altri per farsi vedere, i maschi si ornano. Esempi visivi che segnale dato anche in base a chi lo riceve, ci sono specie con altri canali sensoriali che vengono usati. Di solito sono colori sgargianti. Oppure comportamento tipo doni nuziali si possono fare analogie con la nostra specie. Altro moscerino della frutta, i maschi hanno i pettini sulla zampa che quando corteggiano la femmina le fanno un massaggetto, se le piace si accoppiano se no via. I maschi hanno occhi lontani, antenne. le femmine preferiscono i maschi con occhi separati. Colibrì fighissimo. Corteggiamento di gruppo tipo. I salticidi con colori diversi sono specie diverse. Hanno studiato che fanno vibrazioni. 23/10/24 La femmina di solito è quella più adattata all’ambiente, quello che agisce più sui maschi è la pressione. Tutto parte da differenza in investimento nel fare i gameti o come cure parentali. Colorazione potrebbe essere sessualmente ma anche ad esempio per spaventare… C’è categoria di selezione intrasessuale (tipo corna) come in selezione intersessuale (non c’è solo la coda del pavone). Queste caratteristiche selezionate perché aiutano i maschi ad essere scelti dalla femmina. Maschi così perché le femmine trovano belli tipo colori o perché corteggiano in una certa maniera quindi canti, danze strane, ornamenti in generale, oppure quanto è bravo a portare i doni nuziali. Portano spesso dei regali a una femmina. È tutto plasmato dall’evoluzione, se un maschio ha una coda particolarmente lunga pur essendogli fastidioso volando? Perché porta dei benefici. Due tipi di benefici, però ci sono vie di mezzo o entrambi. Benefici diretti materiali. Benefici indiretti non materiali (genetici) I benefici diretti sono tutte quelle cose materiali che il maschio può dare, offrire o difendere per la femmina o per la sua prole, quindi per esempio: - territori migliori da difendere e tenere. Ad esempio i maschi di certe rane difendono i territori, e i territori migliori sono quelli con meno sanguisughe. - Doni nuziali: il maschio porta per giorni e giorni un cibo, il pescetto ad esempio, se lei è sufficiente lei si accoppia. La femmina risparmia così energie, lo può mettere nelle uova ad esempio, inoltre è meno rischioso. Inoltre il maschio fa vedere che è bravo a procacciarsi il cibo, sta facendo anche vedere “io sono un bravo papà”. Era una Sterna Spinarelli più rossi sono più scelti dalle femmine, il colore rosso dovuto ai carotenoidi spesso è un segnale che sta bene, la donna sceglie anche il fatto che il partner sessuale non è malato → non passa malattie durante l’accoppiamento ed ha un sistema immunitario migliore. Se un maschio sta male, il colore è meno acceso e la femmina non lo preferisce. Altro esempio di dono nuziale: la femmina mangia il dono dal maschio e intanto si accoppiano, più il cibo è grandissimo più lui si può accoppiare più spermi può far passare. È un modo per cui la femmina giudica il maschio che passi più spermi. Forse a gennaio una collega di Torino esperta di rangi va a farci un seminario su doni nuziali da ragni. Prendono una preda, l’avvolgono nella seta e la danno nella femmina, il maschio si accoppia mentre lei spacchetta e mangia. I maschi però spesso ingannano le femmine, però se il maschio ha fame o mangia la preda e sta bene o la dà la femmina. Spesso le dà un pezzettino e poi comunque mentre spacchetta si accoppia. A volte il maschio impacchetta il nulla, tipo un pezzettino di foglietta. Ogni tanto il maschio fa una capovolta e si butta fra le fauci di una femmina, è il dono nuziale finale, la femmina investe tutto. Se il maschio non fa la capovolta la femmina non usa tutti gli spermi per fecondare le sue uova. Ma ad esempio in mantide lui tenta di scappare, non è contento. Dipende però sempre da trade off, se il maschio fa fatica ad accoppiarsi con un'altra femmina, non se ne va. Però ci sono un sacco di specie in cui il maschio passa solo spermi. A volte i maschi diventano pacchetti di spermi e si attacca come parassita alla femmina, perché ha probabilità di incontrare un’altra femmina talmente bassa che diventa una “spina nel fianco” che produce sperma. Tante specie in cui non ci sono doni, territori, cure… questi si accoppiano in frazioni di secondo e poi ognuno per sé, i maschi qui sono molto colorati e le femmine scelgono i maschi più colorati e soprattutto più arancioni. In realtà in qualche modo la colorazione, l’ornamento danno indicazione di quanto buono sia il genotipo del maschio. Scelgono il maschio solo per i suoi geni, non tanto il genotipo in generale ma sopratutto il genotipo legato al sistema immunitario migliore, determinato da geni. In tanti casi ci sono sia diretti sia genetici, spesso ci sono tutti e due tipo spinarello. C’è meccanismo che caratteristiche siano indicatori delle caratteristiche. Uccelli giardinieri in australia in cui maschio e femmina si incontrano solo per accoppiarsi. Il maschio si mette in mezzo alla foresta (che è piccola) e fa delle strutture con i ramoscelli, specie di archi specie specifici e a volte mettono delle decorazioni in parte tipo fiori fogliette, il colore blu difficile da trovare quindi gettonato. Oggi prendono i tappi delle bottiglie. La femmina valuta la decorazione o l’arco, il maschio si mette in mezzo e si accoppiano se lei è soddisfatta. Alcune specie usano colori diversi. A volte si fregano tra loro l’ornamento o uno distrugge la casa che l’altro ha costruito. La storia è che queste caratteristiche sono indicatori onesti, un maschio non può imbrogliare questi ornamenti. Uno dei primi studi è del 1990 tra maschi e femmine di rondine con i maschi che hanno coda un po’ più lunga. Alcuni maschi con codina più corta altri più lunga. Le femmine scelgono quelli con la coda più lunga, ma perché? I maschi con code più lunghe resistono meglio ai parassiti, esperimenti complicati in natura. Questa resistenza è genetica, caratteristica ereditabile, producono quindi figli che resistono meglio ai parassiti. L’hanno anche dimostrato con esperimenti di cross fostering per capire se fosse genetico o no. Ad esempio magari il maschio con coda lunga è più bravo a fare qualcosa, invece hanno visto che se prendevano uova di quelli fecondati a coda lunga in nido con coda corta alla fine erano più resistenti ai parassiti solo quelli con coda lunga. Questo è dimostrato in altre specie poi. Altro ornamento, i piedi colorati, fanno buffe danze, si fanno vedere i piedi. Quelli con zampe più blu anche qui sopravvivono meglio ai parassiti. Nel pavone scelgono il numero di occhi e il pattern, i colori, la lunghezza più lunga. Per avere una coda lunga è più difficile volare quindi per vivere deve stare bene, deve avere un buon genotipo, teoria dell’handicap, riflettono il fatto che uno sta bene, sono costose. Riesce ad andare in giro con una coda lunghissima e nonostante questo peso in più sta bene. Se le caratteristiche non sono selezionate per la sopravvivenza, probabilmente sono selezionati dalla coda sessuale. In qualche modo riescono ad accoppiarsi con più femmine, Darwin spiega selezione sessuale. Ma non si poteva fermare qui perché c’è serie di cose non tanto spiegabili, caratteristiche ancora più particolari, ad esempio gli uccelli si accoppiano con il bacio cloacale appoggiando le cloache, ma in anatre c’è organo intramittente fatto uscire solo in accoppiamento ma ha una strana forma, maschi avvolto a sinistra altri a destra. Se guardiamo gli spermi ci sono cose ancora più strane tipo spermi con uncini. Oppure organo copulatore pieno di spine. Roditori che hanno spermi con uncini più o meno spiccati, talmente tante diversità negli spermi che a volte ci sono delle specie criptiche, ma guardando la morfologia degli spermi capisco di che specie. Gli uncini servono per mettersi insieme, fanno un trenino di spermi. Inoltre gli spermi dello stesso maschio si uniscono ai loro spermi, perché gli spermi dello stesso maschio in trenino vanno più veloci. Una delle domande degli esami è questa, perché tradizionalmente non sappiamo: qual è la percentuale di specie in cui le femmine si accoppiano con più di un maschio: 99%, sicuro più del 95%, compresa la nostra specie. Perché c’è casino? Perché il nostro mondo è dominato dal pensiero che M con più F fa figo, F con più M non fa figo. Ai ricercatori non andava giù e invece succede in praticamente tutte le specie che le femmine vadano con più maschi. Ci sono specie in cui è molto visibile ad esempio nelle galline, oppure il gruppo di pesci che mollano spermi e uova tutti insieme, un bel miscuglio. Ma sembra bruttissimo per noi lol in cui fecondazione interna fa schifissimo. Ci sono molte specie che sono socialmente monogame, la coppia perfetta ma controllando il DNA degli ovetti, almeno 1 o 2 ci sono sempre di un altro maschio. Anche in specie umana il 20% o anche di più. Maschio investe in essere scelto, ma se femmina si va a riaccoppiare con un altro maschio, il gioco non vale la candela. Succede anche dopo l'accoppiamento che spermi di maschi competono con spermi di altri maschi e uova in meccanismi di solito nascosti, le femmine scelgono gli spermi. Tutto quello che abbiamo visto si ripete dopo, si chiama competizione spermatica (intra-sessuale). La maggior parte delle volte combattono tra di loro indirettamente, ad esempio il trenino di spermi cercano di raggiungere le uova prima del loro competitore. Scelta di spermi, inter-sessuale, la femmina è come se selezionasse di nuovo il padre sulla base di quello che succede dopo fecondazione (intendeva accoppiamento?). E se femmine forzate ad accoppiarsi e la femmina riesce a sfavorire i suoi spermi, scelta criptica femminile. Mate guarding il maschio dopo accoppiamento sta appiccicato alle femmine, impedendo che altri maschi si accoppiano con lei, finché lei ha tempo di fecondare. Proteggono gli spermi. Tappi spermatici o antiafrodisiaci. Il maschio, serpenti, si accoppia con la femmina e fa con un muco che si solidifica all’entrata, è un tappo in modo che se un altro maschio prova a copulare ciao. O maschi che passano con eiaculato molecole antiafrodisiache, il problema è che sono comunque tossine e la femmina muore prima, al maschio evolutivamente parlando interessa solo che le femmine depongano uova fecondate con i suoi spermi. Copule più lunghe o più frequenti, specie in cui copula dura giorni perché spassano più spermi, se ti inondo di spermi giorno dopo giorno le probabilità che uova siano fecondate è maggiore. Il maschio cerca di competere con spermi rivali attraverso il numero. Spermi più competitivi: i maschi buttano nell’eiaculato (spermi e liquido seminale che serve tra le varie cose anche a dare un boost agli spermi), se i maschi evolvono in modo che i loro spermi siano più veloci degli altri arrivano prima alle uova o in cui vengono stoccati, se sono più vitali comunque fecondo più uova. Tante volte ci sono spine che servono al maschio per rimuovere spermi del maschio precedente, in queste specie l’accoppiamento inizia con una fase in cui il maschio toglie meccanicamente gli spermi del maschio precedente. Quando ha finito di ravanare, butta dentro i suoi. A volte queste sono vere e proprie spine, ci sono anche fecondazioni un po’ più difficili, ad esempio non mettono spermi dove dovrebbero ma le buttano nel corpo, arpionano la femmina e buttano gli spermi così le femmine hanno meno controllo, inondano di spermi la femmina. Il maschio deve competere con gli spermi di un altro maschio, ad esempio con i salmoni sneaker, qualsiasi caratteristica che rende gli spermi più forti… Alcune specie aumentano il numero di spermi. Se lo guardiamo a livello di specie diverse lo possiamo vedere su grafico con peso del corpo e dei testicoli (più pesa più spermi). Se abbiamo scimmiette più piccole ci aspettiamo testicoli più piccoli di un gorilla. Se nel grafico sono sotto la linea vuol dire che i testicoli sono più piccoli rispetto a quello che ci si aspetta. E sopra il contrario. Ci fa capire che nel gorilla i testicoli non sono selezionati in post copula. Il maschio investe prima dell’accoppiamento, è bravo a tenere lontano gli altri maschi. È più importante investire nei muscoli per combattere che in testicoli che producano un sacco di spermi. Scimpanzé invece sono tutti un po’ più allegrotti e c’è tanta competizione speramtica, le femmine si accoppiano con tanti maschi diversi e quindi sono favoriti i maschi con i testicoli più grandi. Noi siamo un po’ una via di mezzo, la nostra specie è stata plasmata da entrambe le cose. Scelta criptica femminile Se ne sa di meno, studia lei. Adattamenti strutturali. Le femmine hanno organi in cui stoccano gli spermi (tipicamente l’ape). Sono evoluti più organi, la femmina ogni volta che si accoppia mette gli spermi di un maschio in un organo e quello di un altro maschio in un altro organo, quando deve fecondare decide da quale organo prendere. Quando ci sono le copule forzate, classico caso in galline, se le femmine vengono costrette ad accoppiarsi si vede che dopo un attimo sputano fuori dalla cloaca gli spermi di quell’accoppiamento, anche qui non è 100% dello sperma. Fisiologico: uno dei meccanismi visti in pesci (MA ANCHE SU UMANI) le femmine quando rilasciano le uova non sono nel vuoto, hanno attorno un liquido, in realtà si è visto che questo liquido riesce a influenzare gli spermi di un maschio rispetto a quelli di un altro maschio. Se alla femmina piacciono gli spermi li fa andare più veloci. Decide quali favorire. Le femmine scelgono i maschi con colorazione arancione, in acquario la femmina va sempre da quello più arancione, lo vediamo spessissimo in natura perché gli animali assimilano solo con la dieta i carotenoidi, servono per combattere patogeni, se sono molto colorati non servono. Quelli poco colorati tendono a sparire nella popolazione se ci fosse solo scelta sessuale. Ma in realtà ci sono ancora quelli brutti che passano meno spermi, che si infilano durante la copulazione etc, hanno un successo riproduttivo clamorosamente più basso. Il problema è che tanto colorati → tanta predazione. C’è trade off tra sopravvivenza e successo riproduttivo. La selezione naturale favorisce quelli meno colorati, non si può andare troppo all’estremo. C’è un equilibrio dinamico. In Trinidad e Tobago stanno in ruscelletti di acqua dolce, sono in un’unica specie con ruscelletti molto diversi, come se stessero per fare una speciazione. La cascatella per un pesciolino è insormontabile, sopra le cascate sono con meno predatori (e più arancioni), a valle ricche di predatori. Hanno fatto esperimenti perché hanno mischiato in natura, hanno preso dei pesci da un lato all’altro e viceversa. Nel giro di poco è cambiato qualcosa da pov evolutivo, hanno visto che partendo dalla stessa colorazione quelli messi dove c'erano tanti predatori erano meno colorati nel corso di generazioni. E più colorati sopra. Giochino con dati reali, fornire nuove popolazioni e posso decidere quanto forte fare la scelta femminile. Il programmino simula basandosi su dati reali la colorazione del pesce. Ci sono casi in cui equilibrio dinamico non si raggiunge, casi in cui specie andata estinta perché ornamenti e armamenti diventati così esagerati e la bestia si è estinta. Ci sono specie in cui le F si accoppiano con tanti maschi sono di più. poliandria La selezione naturale crea organismi perfetti? No, ci sono limiti: 1. l’evoluzione seleziona quello che c’è. La lepre delle ciaspole con zampone con un sacco di peli, d’estate a pelliccia marrone e d’inverno bianca per mimetizzarsi. Il problema è che lepre bianca su sfondo marrone non funziona tanto: le stagioni non sono più quelle che evoluzione ha portato al cambiamento. Il colore della pelliccia è regolato dalla lunghezza delle giornate, adesso però fa più caldo e si ritrovano con la pelliccia ancora bianca in territorio in cui non c’è più neve. Solo che non c’è il meccanismo basato sulla presenza/assenza di neve, solo sul fotoperiodo. Se il meccanismo è regolato da qualcos'altro non può far creare un altro meccanismo. Ci sono tantissimi esempi. Riescono a spostare il periodo in cui depongono le uova moltissimi uccelli migratori ma non riescono a cambiare il momento della migrazione. 2. Ci sono vincoli del passato in nostra evoluzione, anche da LUCA. Abbiamo un nervo che parte dalla zona del cranio, è diramazione del nervo craniale e va ad innervare la laringe. Solo che negli umani torna giù, fa giro attorno al cuore e poi torna su. Se sei una giraffa deve fare un giro di metri. I primi vertebrati sono cose simili ai pesci, per come ci siamo evoluti le arcate branchiali sono diventate la nostra mascella etc… Nei pesci dal cervello andava dritto in laringe e branchie. Nell’uomo ha seguito arcata branchiale che si è spostata con collo e cuore, ma nervo rimasto in direzione originale, l’evoluzione l’ha solo allungato. Nervo rimasto intrappolato in un loop evolutivo, nell’uomo è tra i nervi più colpiti, non ha senso fare un detour del genere. 24/10/24 Per argomenti su moodle materiale extra per curiosità. Ha messo una review sulla scelta criptica femminile e quella sugli umani. Qualche libro divulgativo. Per concludere il discorso selezione sessuale aveva il portato lo spermatozoo gigante. Maschi che producono 5-6 spermatozoi. L’adattamento è che in uno spazio piccolo (gli insetti sono piccini) della spermateca se il maschio mette il singolo spermatozoo così gigante crea un ingombro sterico e un altro spermatozoo altrui non può neanche avvicinarsi all’uovo. Se non c’è non si può creare, bisogna aspettare che ci sia una mutazione o serie di mutazioni. Se c’è variabilità c’è potenziale e la pressione è fortissima. Se non c’è non c’è e basta. L’evoluzione è limitata da quello che è successo dalla storia evolutiva di specie, una particolare. Una delle classiche evidenze dell’evoluzione è quella del nervo. Se ci fosse qualcuno che ha creato una specie non avrebbe fatto il nervo che passa per il cuore, metri di nervo, non ha senso. Aveva a che fare con i pesci nel passato di tutte le specie. Il nervo era prima lineetta, ramificazione del nervo vago. Nei pesci partiva dal cervello del pesce e va a innervare un arco branchiale, sostiene le branchie nei pesci. Molto importante perché aiuta ad aprire e chiudere, andava soprattutto nel sesto (le pare) arco branchiale. Nel corso dell’evoluzione è andato a modificarsi con il tempo in un’altra struttura. Il cuore nei tetrapodi si è spostato molto in basso ma il nervo aveva il disegno originale che doveva innervare il cuore, ha seguito il spostamento ed è rimasto avvolto attorno a una delle vene dell’aorta. Se ci fosse stato un disegno intelligente non avrebbe assolutamente senso. Per far staccare il nervo dal suo percorso è molto complicato, una mutazione che fa cambiare tanto è improbabile che funzioni, è una mutazione estremamente improbabile. In milioni di anni si è semplicemente allungato man mano che si allungava il collo. Altro limite dell’evoluzione è quello dei trade off evolutivi. Mangiare, combattere i parassiti, riprodursi… alcune mutazioni sono utili per fare una cosa ma meno per un’altra, si trova un compromesso se le gambe sono adattate a correre o ad arrampicarsi. Famoso esempio di anemia falciforme, se uno è omozigote è gravissimo e si muore in giovane età, quindi la selezione ha agito contro la mutazione, sfavorevole. Ma se guardiamo la mappa di dove c’è malaria e anemia falciforme lo stesso posto perché chi è eterozigote fa stare meglio alla malaria. Il beneficio di combattere la malaria è migliore di avere figli con anemia falciforme. Non si sa ancora come resista alla malaria. Ci sono un sacco di processi che funzionano allo stesso tempo, l’ambiente è sempre in movimento, bisogna stargli dietro. La selezione naturale stabilisce e c’è sempre il caso che porta a una mutazione, la selezione ci tiene la giocata vincente. Evoluzione non adattativa. Fino ad ora visto come processo che porta gli animali ad adattamenti migliori. Ci sono altri tipi di evoluzione che non portano ad adattamenti. Evoluzione: cambiamento nel tempo di frequenze alleliche in una popolazione. la definizione non fa riferimento ad adattamento se no si parlerebbe di selezione naturale. Non adattative: Migrazione e gene flow. La parola migrazione si riferisce ad individui che si spostano da una popolazione all’altra. Il flusso genico vuol dire che nella nuova popolazione c’è scambio di geni, quelli che sono migrati nella nuova popolazione, si riproducono e si scambiano i geni, c’è flusso genico. Per avere flusso genico devo avere migrazione; ma migrazione non significa flusso genico (magari migra e non si riproduce). Stiamo parlando di una specie con una popolazione di Vicenza e una di Padova. Quelli di Vicenza sono gialli, entrano a padova finché non si riproducono finisce qui il discorso, se parliamo a livello evolutivo è necessario che si accoppiano con qualcuno di padova. Gli alleli gialli si diffondono in una generazione. Portando avanti per abbastanza tempo, dalla prima generazione alla generazione n abbiamo degli alleli diversi, le frequenze alleliche sono cambiate. Questi alleli nuovi non hanno alcun effetto sulla fitness, solo che per caso si portano un allele diverso che a Padova non c’era. Alla fine è un processo evolutivo ma non è legato a nessun adattamento. Di solito il fenotipo raro piace, quello che non si vede. Per caso si ha mutazione. Se produce effetti favorevoli favorita. Se le mutazioni sono neutrali, se non ha effetto su niente oppure non ha effetto ma non sulla fitness (tipo boh sangue verde) porto una mutazione per caso, magari finisce che per qualche ragione fra un sacco di tempo tutti avranno sangue verde. Mutazione viene fissata. Quando parliamo del caso, queste mutazioni possono dilagare molto di più in popolazioni piccole. Se passiamo a popolazioni molto più grandi il fatto che si cosi per caso è molto più improbabile. Il processo di cambiare le frequenze alleliche per caso, si diffonda nella popolazione non è legato all’adattamento. C’è il caso collo di bottiglia, il collo è più stretto della base, succede quando si ha riduzione drammatica della dimensione della popolazione per qualche ragione (boh un vulcano ad esempio) e la popolazione che esce dal collo di bottiglia con individui che potrebbero rappresentare la variabilità genetica dell’inizio, invece più probabile è che abbia meno variabilità genetica dell’inizio, e non ha nulla a che vedere con adattamento. Concetto del collo di bottiglia. Specie si è ridotta tra 10.000 anni fa, lo sappiamo adesso, collo di bottiglia perché in pochissimo specie del ghepardo ha perso un sacco di individui, persa variabilità. Problema per la popolazione, se la popolazione che salviamo non ha abbastanza variabilità genetica. La pressione selettiva cambia e taaac il problema è che la possibilità che la selezione agisca su qualcosa è molto più bassa. Meno probabilità di stare bene con uno stressore ambientale. In conservazione il problema maggiore è la perdita di variabilità genetica, quando arriva una pressione selettiva cambia tutto. effetto del fondatore, pochi individui colonizzano un nuovo habitat, fondano una nuova popolazione. Classico esempio di colonizzazione delle isole, ad esempio le specie aliene. Arrivano e fondano una nuova popolazione, ma siccome si trasportano pochi individui si ha tipo lo stesso effetto del collo di bottiglia. C’è poca variabilità genetica. Se arrivano bestie che non volano o nuotano bene ci arrivano in due, o una femmina con uova già fecondate. Si trova bene, ricrea la popolazione e siamo a posto. Se questi alleli per caso sono adattati bene al nuovo habitat si ha selezione naturale. Effetto fondatore è una delle cose che la Nasa stava pensando, non si può mandare poca gente su Marte, variabilità della popolazione molto più bassa. Si sta pensando di mandare campioni di spermi e uova in modo da avere più background genetico degli effettivi. Altro esempio è quello degli Hamish, sono popolazioni molto chiuse, non c’è flusso genico con quelli all’esterno, siamo in una popolazione piccola e in alcuni c’era sindrome simile al nanismo e sono risaliti ai fondatori, siccome la popolazione degli hamish era piccola all’inizio sono nati da poche famiglie. Tra questi c’era Samuel King e sua moglie che portava l’allele recessivo. Altro effetto fondatore siamo noi, la nostra specie è nata in Africa, da lì si sono spostati ed hanno colonizzato tutto il mondo. Il problema è che la variabilità della nostra specie in Africa è più elevata di quella di altri posti perché quelli che si sono spostati dall'Africa non era tutta la specie ma solo un sotto campione, è l’effetto del fondatore. Avevano una variabilità genetica minore di quella originale. Passettino per passettino è sempre una serie degli effetti del fondatore. Sono passati attraverso tanti effetti del fondatore e si ha meno variabilità. Hanno preso stima di variabilità genetica, con torte. Grigio è la variabilità di tutto il globo, arancione è esclusiva della popolazione, giallo o altro colore esclusiva di quella zona. Ad occhi dell’evoluzione è un niente da quando ci spostiamo velocemente in tanti. Abbiamo parlato che c’è mutazione che casualmente si fissa. C’è un per caso un po’ meno per caso. Di solito il fenotipo è dato da un ammasso di tanti geni (poligenia) oppure un gene che influenza tante caratteristiche diverse (pleiotropia) gene che determina colore degli occhi e qualcos’altro. Se uno di questi effetti è selezionato dalla selezione naturale anche gli altri sono selezionati perché vengono trascinati dietro. Ci sono fisicamente dei geni vicinissimi. È possibile che se c’è selezione su un gene si ha selezione del gene in parte, trascinato via. Si tratta di selezione indiretta, dovuta a come è la genetica. Un esempio nel mondo animale. Selezione non genetica ad esempio il becco dei fringuelli delle Galapagos. La selezione mi favorisce un certo tipo di becco tipo quello grosso e lì finisce l’effetto selezione. Il problema è che gli uccelli cantano e la forma del becco influenza il canto. Indirettamente mi va a modificare come l’uccello canta. È importante per la selezione sessuale. Può essere favorito o sfavorito. Il fatto che la selezione naturale mi vada a selezionare il becco mi fa selezione indiretta sul canto degli uccelli → effetto su riproduzione. Arriva selezione sessuale che dice qualcosa su un tratto evoluto per caso in maniera indiretta dovuta alla morfologia. Speciazione Come si formano specie diverse, speciazione. A livello di specie biodiversità dovuta al fatto che evoluzione cambia nel tempo e ad un certo punto gli organismi e le popolazioni sono così diversi da fare specie diverse. Non possiamo pensare alla biodiversità e alla natura senza pensare un albero filogenetico. Albero filogenetico fa riferimento a filogenesi, se si parla di filogenesi molecolare è quella basata su sequenze di DNA ed è usata in tutti i campi. Sapere in che modo sono imparentate le specie è importante. In tantissimi altri ambiti la filogenesi è fondamentale. Ad esempio Covid. Importante per capire da dove è venuta fuori, ad esempio attraverso la filogenesi si capisce se arriva da pipistrelli piuttosto che da pangolini. Sapere che similitudine ha con altri virus permette di capirli e combatterli. Anche importante perché questi sono casi di zoonosi, non sono rarissimi e sono particolarmente pericolosi perché il passaggio di ospite è molto negativo per l’ospite. Quando ci sono tanti animali e poche norme igieniche è più facile che avvenga zoonosi. Se costruisco un albero filogenetico su qualsiasi cosa io voglia, devo decidere: Su cosa baso le somiglianze per capire chi è più vicino o imparentato? Il progenitore comune è in basso, posso decidere tra le quattro specie e guardo chi è più imparentato di chi: ad esempio raggruppo chi ha la colonna vertebrale di chi non le ha. C’è un ramo in cui si è sviluppata colonna vertebrale da cui si sono divise due specie, dell’altro non si è evoluta la colonna vertebrale. Se prendo un’altra caratteristica mi cambia tutto, ad esempio se considero presenza o assenza di ali cambia completamente. Le relazioni di parentela evolutiva sono molto diverse a seconda di cosa prendo. La morfologia esterna di solito aiuta a capire le specie più simili, è chiaro che assomigliamo più a un gorilla che a un ragno. Il problema è che non è sempre così facile. Come classificavano le robe di vicinanza evolutiva non era sempre giusto perché a volte specie diverse fuori si organizzano molto ma evolutivamente parlando sono molto molto diverse. Questo perché c’è concetto di analogia o evoluzione convergente. Evoluzione convergente vuol dire che convergono in roba simile ma con origine molto diversa. Ad esempio se guardiamo un delfino e uno squalo sono simili, anche come respirano e si riproducono, perché vivono nello stesso ambiente e hanno le stesse pressioni selettive. Sono due che devono nuotare nel mare, hanno una forma idrodinamica perché nuotano veloci, hanno una colorazione simile dovuta a pressione selettiva da predatore che fa un po’ mimetizzare. Pressioni selettive simili portano a morfologie simili, ma la morfologia interna è molto diversa (ossa contro cartilagine). Agave e aloe sono molto simili, evolutivamente parlando lontanissime, a guardarle simili con poche foglie cicciotte spine, vivono in ambienti aridi, hanno fatto evoluzione convergente in forma e funzione per quell’ambiente. Altro esempio ali di pipistrelli ed uccelli, dimensioni simili, forma e funzioni simili, ma pipistrello è un mammifero ed uccello più vicino ai rettili. Altro esempio è la geolocalizzazione. Stessa funzione, onde sonore in modo che possano vedere gli oggetti, il modo in cui lo fa il delfino e i pipistrelli è completamente diversa, se uno usasse queste somiglianze prende una cantonata perché in realtà sono solo convergenze evolutive. L’albero filogenetico mostra le relazioni della discendenza e non il fatto che si assomiglia in maniera fenotipica. Quando un carattere è stato ereditato da un predecessore si dice omologo e può avere stessa funzione oppure completamente diversa. Gli alberi filogenetici si basano su omologie. I testicoli in mammiferi sta fuori per abbassare la temperatura. Perchè gli spermi non hanno tanta roba per riparare il DNA, il caldo fa male, non è ideale per il DNA impacchettato. Di solito i testicoli scendono, ci sono delle eccezioni. In elefanti ad esempio sono dentro, stanno lì perché? Il puntino rosso è dove sono i testicoli in bestie, belli alti vicino alla schiena, vicini ai reni. Ad esempio il dugongo, potrebbe essere una convergenza evolutiva, avere testicoli all’interno sia favorito. Ma il dugongo e l'elefante non stanno nello stesso ambiente, dimensioni completamente diverse. Il fatto di avere i testicoli lì è semplicemente un carattere omologo, da qualche parte è successo qualcosa che non fa scendere più i testicoli. Siccome si perdono qui si perdono in tutti i discendenti. In realtà poi ci sono studi belli specifici, ad esempio del 2008 in cui si è visto che non è stata selezione naturale, ma due geni che ci sono ma non sono funzionali in quel gruppo. Sono geni che regolano per altre cose. È una vestigia molecolare, dovuta a evoluzione o qualche discendenza. Organi vestigiali stesso concetto ma in qualcosa che si vede. Le balene pur non avendo arto posteriore hanno ancora ossa del bacino e non servono a niente e fluttuano nel corpo, non sono attaccate alla colonna vertebrale. La pressione selettiva ha favorito che non ci fossero le zampe, pian piano è che l’evoluzione spariranno le ossa. Momento storico in cui ci sono ancora, si va avanti di un milione di anni magari non sono più lì. Altro esempio è appendice o coccige che è la nostra coda in attentati. La membrana attorno all’occhio che sono le vestigie (rimanenze evolutive) della membrana nittitante terza palpebra che copre in direzione diversa, è trasparente e protegge occhio durante gli attacchi. 25/10/24 Journal club, bisogna decidere quando vogliamo farlo. Alla fine ma potrebbe risultare pesantino. Oppure pausetta a dicembre, due prima e due dopo. Ci dà qualche indicazione per leggere un albero filogenetico. Un albero ha una radice, è il punto da cui parte l’albero, l’antenato comune più lontano nel passato, dipende da che albero guardiamo, quanto indietro va. Da lì partono tutti i discendenti. Ogni volta che si dirama l’albero si crea un nodo. Il ramo è seguire una fila. Hanno tutte la stessa struttura, ogni tanto vediamo con scritte, con disegnini, albero diagonale che non viene più usato molto. Molto comune è usare quelli con la radice al centro che risultano poi tondi, si riesce a compattare più nello spazio. Ma alla fine tutti riportano le stesse informazioni. O si parte da radice a sinistra verso destra o da basso verso l’altro, ma potrebbe anche essere il contrario. Se prendo un nodo e lo ruoto posso farlo, non cambia niente nelle relazioni filogenetiche. È una questione grafica e non c’è mai un ordine, non è che quello più in alto è meno evoluto o più lontana parentela. Quello che cambia è quanto sono vicine due specie, il loro nodo più vicino. Le specie vicine che hanno un solo nodo di distanza sono sempre vicine. La cosa più facile è pensarlo come una famiglia, partiamo dal nonno, nonno ha figli e partono due rami da cui partono altri due rami, i nipoti. Io e mio fratello siamo molto imparentati e deriviamo dallo stesso genitore (stesso antenato comune). I cugini sono più imparentati fra loro che non con noi. I rapporti di parentela diventano più complicati se la situazione è più ramificata. Per parlare di mio cugino (la specie S) devo tornare giù e risalire fino a K sono meno imparentato rispetto ad Y (fratello), e sono ugualmente imparentata con specie C, allo stesso livello di K. Per guardare se due alberi sono uguali parto dalla specie e vado indietro per confrontarla con altre specie. Il primo albero era quello diverso. Più nodi passo, più vado indietro evolutivamente parlando, non danno alcuna informazione del tempo qui. Albero indica le relazioni di parentela filogenetica, non è che le specie che si assomigliano di più sono le più adattate perché c’è convergenza evolutiva. Tutta la lezione di ieri rifatta haahaha. Si usa allora il DNA. L’ideale è usare una serie di tratti, ma in realtà si usa il DNA che è la cosa più sicura e meno soggetta a errori. Si basa sul concetto di omologia e non analogia, quando sono vicini filogeneticamente. Quando ci parla di un gruppo animale parla di novità evolutiva, c’è un gruppo di animali che hanno una novità che non c’era prima del loro antenato comune. Posso parlare di gruppi grandi o piccoli ma comunque novità è qualcosa che non c’è negli altri. Si chiamerebbe apomorfia. Se invece andiamo a plesiomorfia, presenza di caratteri antichi di un gruppo mantenuto rispetto ad un antenato. Quando andiamo ad andare a fare un albero filogenetico le cose si complicano. Quando andiamo a fare filogenesi di un gruppo studiandolo si possono fare scoperte che portano a far cambiare le relazioni filogenetiche. Ormai è superato dire phylum, ordine, superordine etc. Non serve impararlo a memoria perché stanno cambiando più vengono studiate. Più c’è penuria di fossili più si fa fatica e più si abbandona Linneo che comunque si usa con un minimo di cautela. Lei parlerà di taxon e taxa, gruppo che si può definire come “gruppo”. Monofiletico si dice di un gruppo per intendere l’antenato comune e tutti i suoi discendenti. Ad esempio eucarioti o mammiferi. Se non prendo tutti i discendenti non è monofiletico ma parafiletico. Se dico il gruppo dei rettili devo prendere dentro anche gli uccelli, se penso alla filogenesi dovrei dire rettili senza uccelli. Polifiletico quando faccio il caos, ne prendo uno su uno giù, random. All’inizio aveva fatto la storia del covid per la filogenesi che consideriamo perché spiega la biodiversità che andiamo a studiare in modo abbastanza sommario purtroppo. Filogenesi serve in molti altri ambiti, c’è un caso in cui filogenesi è entrata in aule del tribunale, c’era Whitfield, HIV positivo ed ha infettato almeno 17 donne pur sapendo di essere positivo, queste lo volevano portare in tribunale perché sapeva di essere positivo e le ha infettate apposta. In tribunale sono andati a vedere la filogenesi dell’HIV, si può costruire un albero filogenetico per dimostrare che tutte l’avevano ereditato da quello e non da qualcun altro. Sono rapporti di discendenza. C’è stata speciazione al nodo. Come definisco la specie? La definizione: specie di gruppi di popolazioni naturali interfeconde che sono riproduttivamente isolate da altre. 1940. Non si ibridano con altre specie, se gatto feconda un cane non produce prole, c’è distanza nella riproduzione. Il problema è che per chi non si riproduce sessualmente la definizione non va bene. Spessissimo piante producono prole che è fertile, pur essendo ibrida. Come faccio a sapere in specie estinte? Qualunque definizione gli studiosi abbiano tentato di dare non soddisfa il regno dei viventi. Tentiamo di raggruppare tutto, ma la natura è molto più fluida, ci sono comunque imperfezioni. Ci sono più di 20 definizioni di specie, non esiste solo una definizione di specie, quella che usiamo è quella sopra che sarà comodo per il nostro corso. Potremmo anche partire dal fatto di parlare di fenotipo, il concetto riproduttivo di specie ha meno difetti. La parola speciazione si riferisce a specie, evento evolutivo che porta alla formazione di nuove specie, da una a 2 3 4 20000, di solito da una se ne creano 2, è raro da una specie se ne formano 3. Da una specie a altre due, cladogenesi. Ma nulla vieta che la specie cambi così tanto che può essere considerata diversa dalla specie ancestrale, anagenesi. La specie di oggi si può riprodurre con quella di 20000 anni fa?. Abbiamo una specie, si instaura una barriera al flusso genico. Prima si potevano accoppiare e riprodurre, poi non lo possono più fare. La prole dopo molto tempo magari non è più fertile se incrocio due da genitori diversi. Se le pressioni selettive sono diverse si arriva al punto che queste due specie quando si incontrano non si possono più riprodurre → due specie diverse. Primo tipo di barriera, di isolamento riproduttivo. La barriera riproduttiva qui non è geografica, se li metto in stessa stanza non producono prole fertile. Pre-zigotico prima l’accoppiamento ma anche dopo l’accoppiamento. Post zigotico dopo l’accoppiamento e la formazione dello zigote. Nelle mie due specie c’è qualche barriera prima che non permette ai due individui di produrre lo zigote. Ad esempio isolamento temporale, ad esempio piante che fioriscono in tempi diversi. Gli animali hanno stagioni riproduttive diverse anche se vivono nello stesso ambiente si ha isolamento riproduttivo. Isolamento ambientale: ambienti diversi, non si incontrano. Isolamento comportamentale: si potrebbero riprodurre ma non si piacciono abbastanza per accoppiarsi Isolamento meccanico i genitali non matchano, se uno non entra in altro gli spermi non possono entrare, si ha isolamento a livello di pre-zigote. Isolamento gametico spermi e uova si incontrano ma non si riesce materialmente a formare lo zigote, cambiamenti in proteine ad esempio. In tanti casi soprattutto in quelli marini quando si incontrano semplicemente non riescono a fondersi, ad unire il materiale genetico. Post-zigotico Si fonda lo zigote ma i genomi vanno in conflitto, non si riesce ad andare avanti. Ci sono casi in cui non riesce ad andare oltre un’ora. Oppure anche mesi ma l'embrione non si sviluppa correttamente. Oppure si formano gli ibridi tipo mulo, la prole è vitale, il problema è che è sterile. In tante specie l’accoppiamento interno o esterno funziona ma va avanti. Degenerazione degli ibridi: sono fertili ma ha fertilità ridotta, la F2 non si riproduce, ad un certo punto arriva l’infertilità, di solito è solo un problema di riproduzione. Ad esempio i Boobies hanno un rituale di accoppiamento complicato. Se l’accoppiamento prima ha un corteggiamento complicato, è un attimo fare qualcosa di diverso. Un’altra specie magari anche vicina geneticamente mala femmina vuole il maschio anche se magari sono perfettamente in grado di accoppiarsi. I maschi si accoppiano anche con altre specie, costa poco sprecare spermi, è la femmina ad essere più selettiva anche in confronto di specie diverse → isolamento riproduttivo. Isolamento riproduttivo deve durare per abbastanza tempo che le due popolazioni evolvano per i fatti loro. Altro esempio è quello di un paio di specie che se si accoppiano producono prole fertile solo che uno ha stagione fertile a fine inverno e l’altro fine estate. Gli odonati, hanno isolamento meccanico, i genitali non combaciano, a parte la posizione meravigliosa. Specie molto vicine hanno organi copulatori molto diversi, il maschio di una specie non riesce ad entrare nel tratto riproduttivo di un’altra specie. Spesso crea sbarramenti riproduttivi che possono portare alla speciazione. Guppy sono andati avanti separati in specie diverse ma se li si mette in un acquario fanno tranquillamente figli. Ma se si prende il fluido di una femmina e si testano gli spermi di un’altra popolazione vanno meno bene, vanno più lenti. provato a fare inseminazioni artificiali ed effettivamente i maschi della stessa popolazione fecondano più uova. Allopatrica: le popolazioni che si stanno separando, si separano geograficamente. Parapatrica: le patrie sono vicine, c’è zona intermedia in cui popolazioni coesistono nello stesso ambiente Simpatrica: quello di un’area è più piccolo e contenuto in quello più grande. Allopatrica è quella più comune perché si crea una barriera geografica che può essere di varia scala ovviamente. Qualunque cosa faccia dividere in due geograficamente separate mi può portare a speciazione se interviene una delle barriere post o pre zigotiche. Idea del fondatore, se se ne stanno lontane per abbastanza tempo potrebbero evolvere in maniera diversa, se un giorno le uniamo di nuovo si possono considerare specie diverse. Devono essere tanto diverse e per tanto tempo, ad esempio da palude a deserto del sahara che sono due pressioni selettive molto grosse che potrebbero causare una di quelle barriere (soprattutto se portate avanti per abbastanza tempo). Più sono separati geograficamente ci si aspetta che habitat e pressioni selettive siano diverse. Per alcuni animali uno scoglio è impassabile, per altri è passabile. Separazione geografica, pressioni selettive diverse e alla fine abbiamo isolamento riproduttivo ← i 3 passaggi per fare speciazione. Ci sono un sacco di esempi. Prima che le due americhe si attaccassero: finché gli individui passano e scambiano i geni non c’è barriera geografica. Si è diviso l’oceano ed ai tempi era una barriera insormontabile. Ci sono tantissimi esempi di specie che si possono ancora riprodurre ma magari si riproducono male. Poi si è aperto il canale di Panama e si può vedere cosa succede. Gambusie parenti dei Guppy (sono quelle che davide spinava). Serie di colonizzazioni che gambusie hanno fatto su stagni, essendo stagni separati praticamente non si ha flusso genico e anche lì hanno habitat molto diversi con cibo diverso o predatori diversi, hanno visto che nel giro di pochissime generazioni si vedono delle grandi differenze di evoluzione. Ha già portato a forme diverse, ed aiutano le gambusie a sfuggire ai predatori, nuotano in modo diverso e permette di fare accelerazioni per sfuggire dai predatori. Le femmine sceglievano in maniera diversa. Altro esempio (pikaia.eu filtrano le info). C'è un flusso genico, nella zona centrale c’è un bel mix. Altro esempio in laboratorio, hanno cercato di far speciare una drosophila: per molte generazioni, partendo dalla stessa popolazione, alcune erano alimentate in un modo e altre in un altro, tutto identico tranne l’alimentazione. Quindi solo una piccola modifica artificiale della dieta. Dopo 40 generazioni si è instaurata una barriera pre zigotica, se si prendono maschi e femmine della stessa dieta si accoppiano, altrimenti in maniera molto minore. C’è successo riproduttivo diverso. Parapatrica C'è un flusso genico. Non ci sono tanti esempi facili. In GB hanno inquinato dove c’erano piante di graminacee: buttavano i residui di industrie ricchi di metalli pesanti e li scaricavano lì, i semi non sono lontani geograficamente ma quelle che riescono a crescere dove ci sono i metalli pesanti hanno delle caratteristiche che li rende resistenti ai metalli. Quello che hanno studiato è che c’è popolazione iniziale di un misto perché la pressione selettiva non esiste; poi dove hanno buttato la robaccia, la pressione selettiva ha selezionato solo quelle resistenti ai metalli pesanti, grossissima pressione selettiva in una delle due zone. Per la speciazione parapatrica le pressioni selettive devono essere molto forti. Simpatrica Se ne stanno nella stessa area, si vede solo nei casi in cui l'isolamento riproduttivo cambia qualcosa, deve esserci qualcosa di improvviso e veloce. Può essere causata da ibridazione, se due specie creano ibridi e questi sono un po’ fertili potrebbero incominciare una nuova specie che è ibrida, abbastanza raro. Può succedere per poliploidia, cioè mutazione grossa, tutto il set dei cromosomi raddoppia o triplica per caso (succede più in piante), non si può riprodurre con la specie parentale, e in teoria può formare una nuova popolazione (soprattutto se ermafrodita). Poi c’è anche qualche esempio di selezione sessuale. Ibridazione più facile in piante, creo popolazione che però si deve riprodurre, più facile bianche si autofecondano. Ci sono un sacco di specie con livelli di ibridazione, si creano gli ibridi ma hanno fitness più bassa. Non è popolazione che vive nello stagno, le due specie hanno multiple occasioni di formare ibridi, più probabile che si incrocino a loro volta, che trovino un altro ibrido con cui accoppiarsi e riprodursi. Studio con due specie parentali e gli ibridi sono più resistenti delle specie parentali, ha un beneficio evolutivo, le favorisce e hanno proliferato, vive e coesiste. Alloploidia quando specie diverse si riproducono ma invece che riprodursi producono un set con un numero di cromosomi diversi, producono tetraploidi con 4 set di cromosomi invece che 2. Storione, in tutta la sua famiglia, ci sono tanti tetraploidi, si pensa che tutte queste specie siano nate in questo modo. Autopoliploidia quando succede all’interno della stessa specie. Quando andiamo ad incasinare il numero di cromosomi di solito fa casino. Se si uniscono specie con due set di cromosomi o quelle con 4n, tetraploidi e diploidi il problema è che viene una cosa strana e quasi mai fertile. Le cose senza semi nascono da questi tipi di ibridi (da controllare perché ha cercato un po’ così lol) 30/10/24 Simpatrica è la più rara perché l’instaurarsi di una barriera riproduttiva deve essere forte. Tre possibili canali di questa: - Per ibridazione, gli ibridi sono fertili, producono un ibrido che è un misto delle specie parentali, ad esempio portaspada. Gli ibridi si possono riprodurre con parentale ma preferiscono gli altri ibridi fino a quando si produce una nuova specie. - Poliploidia: abbiamo un set di cromosomi che non è quello della specie originale per autopoliploidia o allopoliploidia. È uno dei modi per cui specie possono venire create, gli individui poliploidi hanno set complicato di cromosomi quindi non riescono ad accoppiarsi con la specie parentale Autopoliploide: gameti diventano aploidi e finisce con un set di cromosomi più elevato Allopoliploide: ibridi si formano e i genomi delle due specie non si mescolano ma si affiancano, da 2n a 4n ad esempio. Tipico di storione e della la Hyla versicolor (rana) - Da una specie si separa una popolazione, ad esempio la moschina, loro fanno tutto sul biancospino, tutta la vita lì attorno. Ad un certo punto arriva il bro che pianta meleti. Mele e biancospino si assomigliano, ci sono mosche che stanno andando sulle mele e si stanno geneticamente diversificando. I meli producono la frutta un po’ prima dei biancospino. Ci sono quelle che si riproducono un pochino più precoci vanno sulle mele. Il problema è che ci si ritrova ad avere che le moschine sulle mele hanno più probabilità di trovare quello che hanno deposto sulle mele. C’è separazione di tempo, nicchia ecologica Ad esempio c’è un gruppo di noi che esce e va al pub, altro gruppo che va in discoteca. Se io vado sempre al pub, è più probabile trovare il mio partner al pub. Pub fa figli con pub e disco con disco, se questa preferenza è geneticamente rinforzata siamo in condizione sinpatrica, condividiamo lo stesso areale (Padova) ma con speciamento di qualche genere. In un singolo lago dei laghi Vittoria ci sono 500 specie di ciclidi, diversissimi come pattern di colorazione. Si sa che circa 15 mila anni fa si è prosciugato il lago, quindi la storia della speciazione è venuta in tempi brevi dal pov riproduttivo. Qua si è visto che è stata la preferenza femminile a creare la speciazione, si ipotizza che sia dovuto al fatto che i colori più giù si vedono diversamente → siano più accesi e ci sia più rosso. Evoluzione è veloce e rapida, si tende a pensare che in certe ere geologiche ci sono state cose più veloci o molto lente. I fossili viventi sono cose molto molto simili a quelle in fossili. Gradualismo filetico evoluzione molto lenta. Se è rapido si chiama equilibrio punteggiato, si trovano un sacco di specie nuove nel giro di poco Solito esempio di malaria e anemia falciforme che favorisce in un certo caso la malattia eterozigote, conferisce certo grado di resistenza alla malaria. In Africa l’anemia falciforme è la quarta causa di morte infantile, prima dell’età riproduttiva quindi la fitness dei genitori è molto bassa, dovrebbe essere contro selezionata. Ma essere eterozigoti porta un certo vantaggio. youtube storia di un medico che stava in Africa che ha incominciato ad ipotizzare la storia dell’anemia falciforme. È andato a offrire dei check up e in cambio prendeva un po’ di sangue. Alla fine ha capito che c’era link tra malaria e anemia falciforme Myxoma virus: coniglietti pucciosi sudamericani, ospiti naturali di questo virus. I sudamericani hanno sviluppato questa resistenza a questo virus, si prende e si mette su coniglio europeo che muore nel giro di pochissimi giorni. Siamo in Australia con storia evolutiva così separata perché sono stati staccati da altri continenti, gli europei distruggono tutto. Thomas Austin, che aveva il suo spazio di allevamenti di mucche, era un po’ annoiato e portò con sé un po’ di conigli per fare caccia al coniglio, “mi trovo uno sport”. Ha importato 20 o 21 conigli nel 1859. Questi si riproducono, arrivati fino a una popolazione di 600 milioni, ovviamente devastano tutto. Gli australiani vanno in panico → hanno costruito una barriera di 1800 km anti coniglio. Fallimento totale ovviamente. Hanno deciso di infettare i conigli con il virus, per fortuna prima l’hanno provato su fauna locale → prende solo conigli, infettano dei conigli con myxomavirus, in un solo anno passano da 600 a 100 milioni di conigli, bon fatta, contentissimi. A questo punto scienziati stanno tracciando tutto (ancora adesso), testano genetica di virus e conigli, da 100 milioni si ricomincia a risalire, giù nel 1990 quasi si torna alla grandezza pre virus. Vuol dire che questo virus introdotto era una pressione selettiva improvvisa e imprevista→ clamorosamente vantaggiato chi aveva la resistenza alla malattia. Ma anche il virus ha la sua selezione naturale, si è visto che c’è classico andamento dei parassiti (o virus) ed ospite. Se il virus fosse talmente letale è finita, ma se qualcuno è resistente si riproduce meglio e il virus eeeh non c’è più trippa per gatti, allora evolve anche lui, è diventato meno virulento, uccide lo stesso ma ci mette più tempo. Ipotesi della regina rossa, in Alice il paese delle meraviglie la regina fa correre tutti per rimanere nello stesso posto, perfetta metafora di coevoluzione ospite-parassita. È un equilibrio dinamico e instabile, continua a cambiare, se uno dei due non evolve la gara è finita e si estingue. Se non c’è variabilità di base la storia finiva lì. Coevoluzione vista come corsa agli armamenti, classica cosa che si vede a livello politico. Una specie ha una novità evolutiva che la rende più efficiente e il virus deve evolvere se deve stare al passo. Coevoluzione: evoluzione reciproca di due specie diverse, bisogna dimostrare che la risposta evolutiva di una specie è dovuta al cambiamento di un’altra. Le specie ovviamente devono vivere nello stesso posto. È più facile che la coevoluzione succeda in specie che si spe

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