Effetto fondatore: cos'è e come influenza l'evoluzione biologica

Dalla data di pubblicazione de "L'origine delle specie" del famoso Charles Darwin in 1859, gli esseri umani non concepiscono più gli esseri viventi come entità immobili e statiche nella loro storia evolutivo. Secondo il postulato della teoria della selezione naturale, gli esseri viventi subiscono mutazioni casuali in tutto il generazioni, e alcuni caratteri vengono fissati per la loro utilità, mentre altri vengono discriminati e scompaiono con il tempo metereologico.

Ad esempio, un individuo di una particolare specie di falena colorata può subire una mutazione in un gene che produce melanina durante il suo sviluppo e, quindi, presenta un colore completamente nero. Se questo tratto è ereditabile e aiuta l'esemplare a rimanere più a lungo nascosto nella corteccia degli alberi, si riprodurrà più volte, poiché la sua attitudine biologica sarà aumentata. Pertanto, questo tratto si diffonderà in tutta la popolazione, poiché le falene nere si riprodurranno più delle falene bianche. Così semplice.

D'altra parte, il colore nero della falena può attirare più facilmente l'attenzione dei predatori e l'individuo mutato viene predato appena nato. In questo caso, morirebbe direttamente e il gene deleterio scomparirebbe dal pool genetico della popolazione. Con queste basi in atto, ci immergiamo in l'effetto fondatore, o che è lo stesso, le conseguenze derivate dall'esistenza di una popolazione molto piccola di una specie in un dato ecosistema.

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Le basi della deriva genetica

Come abbiamo già detto, Darwin ha postulato in "The Origin of Species" la selezione naturale come motore evolutivo delle popolazioni, ma è interessante sapere che questo non è l'unico meccanismo in natura che varia le frequenze alleliche degli esseri vivo. Anche abbiamo la deriva genetica, un processo del tutto stocastico che è conseguenza del campionamento casuale in riproduzione e che, in generale, tende a ridurre la diversità genetica microrganismi (omozigosi). Diamo un'occhiata allo stesso esempio citato sopra da un'altra prospettiva.

Diciamo che abbiamo una minipopolazione di 5 falene, 4 bianche e una nera. Si scopre che il colore nero è veramente benefico per la specie perché permette un ottimo mimetismo nella corteccia d'albero, ma sfortunatamente l'esemplare nero mutato muore quando si scontra con il vetro di a auto. Il suo colore non ha avuto nulla a che fare con la sua morte e, pur presentando un carattere benefico, è completamente cancellato dalla popolazione.

A causa di questo "errore di campionamento", a volte possono scomparire alleli completamente vitali per una popolazione specifica, senza tener conto di ragioni logiche o dei meccanismi della selezione naturale. Ad ogni modo, va notato che la deriva genetica funziona molto più fortemente nelle piccole popolazioni: Se avessimo 5.000 falene nella popolazione citata e 1.000 di loro fossero nere, le probabilità che tutte quelle nere scompaiano a caso sono molto più basse.

Nello spiegare la deriva genetica, molti altri concetti giocano un ruolo essenziale. Alcuni di questi sono frequenze alleliche, dimensioni effettive della popolazione, potenziali colli di bottiglia, ecc. In ogni caso, nelle restanti righe ci concentreremo su una delle cause più note di deriva genetica nel mondo della zoologia: l'effetto fondatore.

Qual è l'effetto fondatore?

L'effetto fondatore è una delle cause più evidenti dei meccanismi di deriva genetica, insieme alle limitazioni delle risorse in un dato ambiente e al collo di bottiglia evolutivo. In questo caso specifico, stiamo parlando di la perdita di informazioni genetiche quando una piccola parte di una grande popolazione diventa indipendente da essa su un terreno diverso.

Cerchiamo un nuovo esempio, perché il colore delle falene non dà di più. Supponiamo ora di avere una popolazione di 200 uccelli, che ogni anno compiono una migrazione transatlantica da un continente all'altro per riprodursi. Per qualsiasi motivo, durante uno di questi viaggi impegnativi, 10 di questi uccelli vengono separati dal gregge iniziale alla ricerca di nuovi territori e, sfinito, si rifugia su un isolotto in mezzo al Niente.

Se quest'isola ha le risorse necessarie e c'è una chiara mancanza di predatori, questi 10 uccelli possono stabilirsi sulla terra dell'isola e decidere di non migrare. Pertanto, è stata stabilita una nuova popolazione di 10 esemplari da un'altra che consisteva di 200. Il campionamento di selezione è stato del tutto casuale e, pertanto, la frequenza allelica dei nuovi individui può essere molto diversa da quella attesa nella popolazione generale.

Ad esempio, 1 uccello su 100 può avere un becco più grande degli altri e 1 su 50 è verde anziché giallo. Se si scopre che, a causa della casualità, 3 di questi uccelli fondatori presentano questi tratti in a popolazione totale di 10, è più che possibile che questi alleli saranno fissati nelle generazioni future pur non essendo "la regola". Così che, l'effetto fondatore può causare la fissazione di tratti in una specie che, se fosse una popolazione più ampia, non lo farebbe mai never.

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Gli effetti dell'effetto fondatore

Come si può immaginare, a seconda delle caratteristiche dei "fondatori", può verificarsi nel tempo una profonda spaccatura tra i membri della popolazione originaria e quella nuova. La cosa diventa molto più interessante se si considera che, inoltre, è anche probabile che la selezione naturale agisca sugli alleli dei fondatori in modo diverso da quelli presenti nella grande popolazione.

Se continuiamo con l'esempio precedente, è chiaro che essere 10 esemplari in un ambiente esotico non è come vivere in un gruppo di 200 in un terreno continentale. Pertanto, i tratti atipici selezionati (becco grosso e colore verde) possono essere vantaggiosi a lungo termine per chi li porta. Ad esempio, ci viene in mente che una tonalità verde potrebbe imitare l'uccello sulle cime delle palme, e un grande becco sarebbe molto utile per rompere le noci di cocco e accedere al cibo.

Così, oltre all'"errore di campionamento" della selezione stessa, è possibile che la selezione favorisca nel tempo genotipi (e fenotipi) atipici a causa delle nuove imposizioni dell'ambiente. Così, la progenie dei fondatori sarebbe sempre più verde e con la vetta statisticamente più alta, fino a raggiungere un punto di massima idoneità allo sfruttamento della loro nuova nicchia. Ricordati che l'evoluzione non crea esseri perfetti, perché i riduzionisti detti colloquialmente e peccando, "fai quello che puoi con quello che hai".

In questo scenario concreto e perfetto, ci si poteva aspettare che i colonizzatori dell'isola finissero per essere una sottospecie e, in seguito, la propria specie nel corso dei secoli. Quando un membro della popolazione dell'isola non è in grado di riprodursi con un altro dell'originale (né per anatomia, comportamento, barriere precigotiche e altro) si può dire che entrambi gli esemplari appartengono, in definitiva, ad a specie diverse. Questo è un chiaro esempio di come l'effetto fondatore può indurre la speciazione in un ambiente insulare.

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Curriculum vitae

Ti abbiamo presentato un ambiente idilliaco in modo che tu possa capire qual è l'effetto fondatore, ma sfortunatamente la natura di solito non funziona così. Uno dei grandi punti deboli delle piccole popolazioni è che tendono all'omozigosi e alla consanguineità, è vale a dire che la variabilità genetica si perde attraverso le generazioni a causa della mancanza di individui riproduttivi non familiare. Pertanto, è molto probabile che una popolazione di 10 esemplari non inizi mai e, se lo fa, la prole 3-4 generazioni dopo finirà per non essere vitale.

È anche possibile che, per qualsiasi ragione, un personaggio che in precedenza ha aumentato la vitalità evolutiva smetta di farlo nel tempo.

Se non c'è diversità genetica (se gli stessi alleli sono sempre fissi), tutti gli individui in una piccola popolazione saranno più o meno ugualmente preparati ai cambiamenti ambientali, quindi il rischio di estinzione si moltiplica notevolmente. L'effetto fondatore può favorire la speciazione, ma anche la scomparsa totale di una popolazione per mancanza di diversità genetica.

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