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PROGETTO SCUOLA 21 FASE 1 UNITA’ D’APPRENDIMENTO 1 CLASSE II A.S. 2013/2014

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PROGETTO SCUOLA 21 ���FASE 1���

UNITA’ D’APPRENDIMENTO 1���CLASSE II���

A.S. 2013/2014���  

La  selezione  naturale  

La  «sopravvivenza  dei  favori2  nella  lo3a  per  l’esistenza»  fu  chiamata  da  Darwin  selezione  naturale,  per  analogia  con  la    selezione  ar9ficiale  effe<uata  

dagli  allevatori    e  dagli  agricoltori.  

Ogni  popolazione  presenta  cara$eri  diversi.  Le    variazioni  

sono  casuali    ed  ereditarie  

Gli  esseri  viven9  si  riproducono  in  eccesso  

Selezione  naturale  

Gli  organismi  che  nascono    con  i  cara<eri    più  idonei  alla  sopravvivenza  hanno  la  capacità  di  riprodursi  (ada$amento  

all’ambiente)  

La  popolazione  dei  sopravivissu9    trasme<e  per  eredità  i  cara<eri  favorevoli  ai  propri  discenden9  

Le  avversità  ambientali  (cibo,  acqua,  clima,  malaFe,  predatori)  

agiscono  come  un  filtro  

LA  SELEZIONE  NATURALE  PUO’  AGIRE  IN  MODI  DIFFERENTI:    •   SELEZIONE  STABILIZZANTE  

• SELEZIONE  DIVERGENTE  

• SELEZIONE  DIREZIONALE  

• SELEZIONE  BILANCIATA      •   SELEZIONE  SESSUALE  

     

Che  cos’è  la  selezione  stabilizzante?  

La  selezione  stabilizzante  è  un  meccanismo  di  selezione  naturale  operante  in  tu<e  le  

popolazioni,  che  comporta  l’eliminazione  degli  individui  con  cara<eri  estremi.      

Esempi  di  selezione  naturale:  

Il  numero  delle  uova  deposte  dai  tordi  è  un  caso  di  selezione  stabilizzante.  

Gli  uccelli  gene9camente  condiziona9  a  deporre  4  o  5  uova  hanno  in  media  un  maggior  numero  di  na9  che  sopravvivono  rispe<o  ai  

membri  della  stessa  specie  che  depongono  un  numero  superiore  o  inferiore  di  

uova.  

Image001.9f  

Un  altro  esempio  è  il  peso  dei  neona9  nel  genere  Homo:  

 i  bambini  che  alla  nascita  pesano  meno  o  più  della  media  della  popolazione  presentano  un  tasso  di  mortalità  maggiore  rispe<o  a  quelli  con  peso  

vicino  alla  media.    

Cosa  succede  quando  la  selezione  individua  forme  ada3e?  

Quando  in  una  popolazione  nasce  un  cara<ere  favorevole  alla  specie,  viene  portato  avan9  nel  tempo  grazie  alle  stesse  informazioni  contenute  

e  mantenute  nei  geni.      

Ciò  determina  nel  tempo    l’evoluzione  delle  specie.  

 

   

CHE  COS’È  LA  SELEZIONE  DIVERGENTE?  

La  selezione  divergente  aumenta  la  frequenza  delle  cara<eris9che  estreme  di  una  popolazione  a  spese  delle  

forme  intermedie.  

ESEMPI  DI  SELEZIONE  DIVERGENTE  

Questo  9po  di  selezione  è  stata  rilevata  da  studi  su  piante  cresciute  in  terreni  

contamina9:      -­‐  le  piante  che  crescono  su  territori  non  contamina9  non  riescono  a  sopravvivere  su  suoli  contamina9.  

   -­‐  le  piante  della  stessa  specie  che  crescono  su  suoli  contamina9  sono  capaci  di  crescere  su  suoli  contamina9.  

FARFALLA:  Papilio    dardanus  

Questo  lepido<ero  originario  dell’  Africa  

Subsahariana  può  essere  considerato  un  valido  esempio  di  selezione  divergente,  per  il  suo  

cara<eris9co  mime9smo  de<o  batesiano.  

Consiste  nell’imitazione  di  un’altra  specie  repellente  

 

MIMETISMO  BATESIANO  

La  femmina  può  imitare  molto  fedelmente  sia  la  forma  che  la  colorazione  di  varie  specie  di  farfalle  dal  sapore  repellente,  

traendo  così  un  vantaggio  evolu9vo  dal  fa<o  che  i  

possibili  predatori  tendono  ad  evitarla,  considerandola  non  

appe9bile.  

   

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La  selezione  direzionale  agisce  quando  cambia  una  certa  cara<eris9ca  ambientale.  

 La  selezione  tende  ad  eliminare  gli  individui  inadaF  perchè  

non  possiedono  le  cara<eris9che  necessarie  in  questo  nuovo  ambiente.  

 Nella  selezione  direzionale  sono  favori9  i  feno9pi  più  grandi  o  

più  piccoli  della  media.    Il  feno9po  medio  muta  di  posizione  nel  susseguirsi  delle  

generazioni.      

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La  selezione  direzionale  tende  a  sos9tuire  gradualmente  nel  pool  genico  un  allele  con  un  altro.    

 Due  casi  interessan9  di  selezione  direzionale  sono  la  resistenza  agli  inseFcidi  da  parte  delle  cocciniglie  

rosse  e  il  colore  della  farfalla  no<urna  Biston  betularia.  

 

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Col  passare  del  tempo  i  col9vatori  si  accorsero  che  la  dose  standard  del  gas  non  era  più  sufficinete  a  eliminare  completamente  queste  popolazioni:  si  stava  formando  un  ceppo  di  cocciniglie    sempre  più  resistente    anche  a  dosi  massicce  di  inseFcida.  

   Gli  inseF  resisten9  avevano  sviluppato  una  mutazione  rispe<o  alla  popolazione  

precedente  che  li  aveva  resi  capaci  di  resistere  alla  sostanza  velenosi  in  un  processo  di  selezione  direzionale:  gli  inseF  non  resisten9    morivano  mentre  quelli  

resisten9  sopravvivevano  e  si  riproducevano.    

 Oggi  esistono    più  di  200  specie  di  inseF  resisten9  a  uno  o  più  inseFcidi.    

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   Verso  la  metà  del  XIX  secolo  in  alcune  regioni  inglesi  molto  inquinate  la  varietà  scura  

di  tale  farfalla  aveva  in  gran  parte  sos9tuito  quella  chiara  maggiormente  predata  a  causa  della  difficoltà  a  mime9zzarsi.      

In  tempi  più  recen9,  essendo  sta9  introdoF  controlli  ambientali  sul  contenuto  delle  par9celle  di  fumo,  l’inquinamento  è  diminuito  e  la  percentuale  di  farfalle  chiare  

rispe<o  a  quelle  scure  ha  ripreso  ad  aumentare.      

 In  entrambe  le  situazioni  la  selezione  di  9po  direzionale  ha  privilegiato  una  delle  due  forme  feno9piche.  

 

 

La  farfalla  Biston  betularia  

Che  cos’è  la  selezione  bilanciata?  

Preserva  la  variabilità  gene9ca  negli  organismi  

diploidi  

Si  parla  di  selezione  bilanciata  quando  la  selezione  naturale  man9ene  stabile  per  lunghi  

periodi  di  tempo  la  frequenza  di  due  o  più  feno9pi.    

Nel  corso  delle  generazioni  questo  9po  di  selezione  può  creare  una  situazione  de<a  polimorfismo  bilanciato,  una  condizione  in  cui  un  allele  è  presente  con  una  frequenza  elevata  e  costante  per  molte  

generazioni.  

SELEZIONE  BILANCIATA  

Un  esempio  di  selezione  è  la  coesistenza  dei  maschi  «hooknose»  e  dei  maschi  «jack»  nella  popolazione  di  salmoni  argentei:  se  aumenta  la  popolazione  di  uno  dei  due  9pi,  aumenta  anche  la  compe9zione  tra  i  maschi  di  quel  

9po,  rendendo  così  più  favorevole  la  riproduzione  dei  maschi  dell'altro  9po.  

Un  altro  esempio  di  selezione  naturale  bilanciata  si  avvera  quando  gli  individui  di  una  specie  predata  differiscono,  per  esempio,  per  il  colore,  cosicchè  alcuni  predatori  caccino  prevalentemente  

individui  che  hanno  il  colore  più  comune  

 La  Selezione  Frequenza-­‐dipendente:  agisce  per  ridurre  la  frequenza  dei  feno9pi  più  comuni  e  per  aumentare  la  

frequenza  di  quelli  meno  comuni  

La  selezione  bilanciata    

Esempi:  maschi  “hooknose”  e  maschi  “jack”  nella  popolazione  dei  salmoni  americani;  interazioni  preda-­‐

predatore  

ESEMPIO  DI  SPECIE  CHE  USANO  LA  SELEZIONE  BILANCIATA  

Nelle  specie  polimorfiche  di  Drosophila  (genere  di  inseF,  comunemente  chiamato  moscerini  della  fru<a)  le  femmine  

preferiscono  i  maschi  dalle  forme  più  rare  che  si  riprodurranno  con  maggiore  facilità  

   

Con  la  riproduzione  facilitata  le  forme  più  rare    supereranno  in  frequenza  le  altre  forme  perdendo  però  il  loro  vantaggio  seleFvo  che  andrà  alle  altre  forme    

meno  rare.  Questa  alternanza  man9ene  cosi  stabile  la  variazione  di  frequenza  e  il    mantenimento  del  polimorfismo  iniziale.  

E’  un  9po  par9colare  di  selezione    naturale  che  si  basa  sul  successo    riproduFvo  di  

una  specie  e  sui  meccanismi  di  corteggiamento  

 Il  corteggiamento  è  un    comportamento  che  conduce    

successivamente    all’accoppiamento  o  al    rilascio  

di  game9.  

   

Perché  i  maschi  si  rendono  più  visibili  delle  femmine  con  il  canto,  i  colori  sgargian9,  le  pinne  più  grandi,  le  piume  o  altri  ornamen9  appariscen9?  

 Ques9  meccanismi  comportamentali  oltre  ad  avere  altri  cos9  di  

mantenimento  possono  rappresentare  un  problema  poiché  fanno  correre  il  rischio  di  essere  scoper9  dai  predatori:    

la  selezione  naturale  dovrebbe  favorire  quei  traF  che  aumentano  la  sopravvivenza,  non  quelli  che  la  riducono.    

 I  cara<eri  sessuali  esteriori  dei  maschi  hanno  rappresentato  un  problema  rivelante  per  la  teoria  di  Darwin  dell’evoluzione  per  la  selezione  naturale.  

QUAL  E’  LA  RAGIONE  DEL  CORTEGGIAMENTO  

La  scelta  del  partner  da  parte  della  femmina  favorisce  nei  maschi  che  competono  per  essere  scel9  lo  sviluppo  di  cospicui  ornamen9  secondari.  

 I  maschi  sono  in  grado  di  produrre  più  game9,  quindi  competono  per  accoppiarsi  con  più  femmine  possibili,  le  femmine  investono  le  proprie  risorse  in  un  minor  numero  di  

game9,  quindi  devo  essere  più  caute  nella  scelta.  

COME  FUNZIONA?  

La  selezione  sessuale  è  quindi  definita  con  una   pressione   determinata   da   un   sesso  sull’altro   e   volta   a   modificare   il   successo  riproduFvo.  La   direzione   di   questa   pressione   è,   con  pochissime  eccezioni,  delle   femmine  verso  i  maschi.  Per   esempio   la   coda   del   pavone   è   fru<o  della  scelta  femminile.    Molte   altre   cara<eris9che   dei   maschi  apparentemente   inu9li,   anzi   dannosi   alla  sopravvivenza   vengono   selezionate   dalle  femmine.    I  maschi   si   sono  evolu9   so<o   la   pressione  dei  criteri  este9ci  femminili,    e  con  il  fine  di  soddisfarli.  

COME  VIENE  DEFINITA  LA  SELEZIONE  SESSUALE