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Evoluzione da sapere | Biochronicles

Evoluzione: tutto quello che devi sapere.

COME FUNZIONA L’EVOLUZIONE?

L’evoluzione è un tema affascinante, sempre più diffuso, ma sempre più al centro di malintesi e fraintendimenti (Nehm, 2007). Vuoi conoscere i  meccanismi che la regolano? Come funziona? Quando è iniziata e dove potrebbe condurci?

Scoprilo leggendo quest’articolo!

CONCETTI BASE: FITNESS E SELEZIONE NATURALE

Per comprendere meglio le dinamiche che muovono il processo evolutivo è utile introdurre i concetti di fitness e selezione naturale, legati all’etologia (ramo della biologia che studia il comportamento animale) e all’ecologia (che analizza l’ambiente e le interazioni degli organismi con esso).

Esistono molte definizioni di fitness, ma la definizione più attuale riguarda la capacità di un organismo di trasmettere i propri geni alle generazioni successive. In pratica, l’abilità di sopravvivere quel tanto che basta da generare una prole (possibilmente in salute). In questo modo, si garantisce ai propri geni la sopravvivenza nel corso delle generazioni. In aggiunta, alcuni autori definiscono la fitness come la misura del numero di figli, di un dato organismo, che riescono ad arrivare all’età della riproduzione (Orr, 2009).

Qualsiasi comportamento animale ha lo scopo mantenere elevata la propria fitness: dal mangiare, all’evitare di essere mangiati, fino alla cooperazione con animali della stessa specie o di altre. La fitness, infatti, si divide principalmente in fitness diretta (quella appena descritta) e fitness indiretta (Wild & Koykka, 2014). Quando un animale aiuta un altro animale della stessa specie ad allevare la progenie (Cant, 2001), si parla di fitness indiretta. Tale comportamento viene, molto spesso, messo in atto dai consanguinei della madre. In questo modo, secondo le regole della genetica, un animale sterile può riporre le proprie “speranze” nel fatto che, seppur in minima parte, i “nipoti” saranno dotati di una percentuale di geni uguali ai suoi.

Un esempio classico è quello delle api, in cui le operaie, non potendo generare figli, si prendono cura della discendenza della regina.

Per quanto riguarda la selezione naturale, invece, partiamo da un concetto comunemente noto: gli organismi lottano per la propria sopravvivenza. Ciò è indubbiamente vero, ma sopravvivere non è sempre sufficiente per uscirne vincitori. Bisogna sopravvivere in modo da trasmettere i propri geni alla generazione successiva. Non a caso, un animale che vive molto a lungo, senza riprodursi, non vince la lotta con la selezione naturale.

LA LEGGE DEL PIÚ FORTE.

Un organismo deve saper sfuggire, per quanto gli è possibile, ai predatori. Dopodiché, deve prestare attenzione alla competizione, sia interspecie (la competizione con organismi di altre specie) che intraspecie (con organismi della propria specie). Dato che le risorse di ogni ambiente sono limitate, gli organismi che vi abitano lotteranno strenuamente per queste, dove per risorse, s’intende tutto ciò che può essere consumato (cibo, acqua, spazio…). Ovviamente, risulta favorito l’individuo che riesce con più facilità ad avere accesso alle “materie prime”, sfruttandole al meglio.

Ultimo fattore, ma non meno importante, è l’interazione dell’organismo con l’ambiente. Non sempre, infatti, l’ambiente in cui un organismo vive è ospitale e, molto raramente, si tratta di un ambiente stabile. L’ambiente tende ad essere influenzato da cambiamenti climatici, chimici, fisici o indotti dall’uomo. Un organismo che vuole sopravvivere deve riuscire ad adattarsi a questi cambiamenti. Gli organismi, che non riescono ad adattarsi, muoiono prima di potersi riprodurre, ed è proprio su di loro che agisce quella che chiamiamo selezione naturale.

Tra gli organismi è presente una variabilità individuale: pur essendo simili tra loro, gli appartenenti a una stessa specie presentano delle differenze, che possono essere minime o sostanziali, legate al fisico o al comportamento. Queste differenze sono dovute all’ereditarietà genetica, alla presenza di mutazioni e si rivelano fondamentali nella lotta per la sopravvivenza. Se esse sfavoriscono l’individuo, portandolo ad una morte precoce e svantaggiandolo nella competizione o nell’accoppiamento, esso sarà destinato ad estinguersi. Se invece queste differenze favoriscono la fitness dell’individuo, esso comincerà ad avere una progenie sempre più numerosa, riuscendo a prevaricare tutti gli altri individui.

Hai presente quando si tagliano i rami più deboli o i rami secchi di una pianta per favore la crescita dei rami più forti? Questo è il sadico gioco che la selezione naturale compie con tutti gli organismi.

QUAL’È L’ORGANISMO PIÙ ADATTO PER SOPRAVVIVERE ALLA SELEZIONE NATURALE?

Sicuramente conoscerai la frase, attribuita a Charles Darwin, che recita: “Non è la specie più forte che sopravvive, né la più intelligente, ma quella che più si adatta ai cambiamenti. Tieniti forte: Darwin non ha mai detto o scritto nulla del genere. La frase originale è del Dr. Leon C. Megginson, che non era nemmeno un biologo, ma un professore di economia. Questa è la versione originale:

According to Darwin’s Origin of Species, it is not the most intellectual of the species that survives; it is not the strongest that survives; but the species that survives is the one that is able best to adapt and adjust to the changing environment in which it finds itself (Megginson, 1963).

Il professore sottolinea come la specie che sopravvive sia quella che riesce meglio ad adattarsi “all’ambiente mutevole in cui si trova”. Come risposta sarebbe anche giusta, se non fosse per un piccolo particolare: si potrebbe credere che la specie si adatti consapevolmente all’ambiente in cambiamento, ma non è così. Ti ricordo che Megginson ha usato una metafora parlando di economia, non di biologia! In realtà l’adattamento deriva dalle mutazioni favorevoli al nuovo ambiente: mutazioni che sono assolutamente casuali e che non sono dettate dalla volontà degli organismi. Una specie può rimanere uguale per millenni, oppure cambiare nel giro di pochissimo tempo. Questo è lo strano caso della falena notturna Biston betularia, che a causa della rivoluzione industriale, ha assistito, durante la metà del XIX secolo, ad un aumento degli esemplari scuri, prima molto rari (Majerus, 2008). Questo perché l’inquinamento, prodotto dalle nuove industrie, ha modificato velocemente il colore della corteccia degli alberi su cui questa falena è solita poggiarsi. Il colore chiaro avvantaggiava le farfalle meno scure, le quali, essendosi trovate sempre più svantaggiate dallo scurirsi della corteccia, sono pressoché scomparse.

Oltre alla selezione naturale, altri tipi di selezione agiscono nel processo evolutivo; i più importanti sono la selezione sessuale e la selezione artificiale. La selezione sessuale avviene nel momento in cui una mutazione attribuisce ad un organismo un fenotipo favorevole per essere scelto da un possibile partner. Questo “ritiene” che l’animale sia provvisto di qualità che vorrebbe trasmettere alla progenie (favorendone la fitness). La selezione artificiale, invece, è quella operata dall’uomo, ad esempio, nella creazione di nuove razze di cani o nuove razze di allevamento.

ACCENNI STORICI

La teoria dell’evoluzione è una teoria piuttosto recente: fino al XVIII secolo non c’erano dubbi che le specie fossero da sempre uguali a come erano allora. Le prime scoperte geologiche, però, iniziarono a far vacillare questa convinzione. Non solo la Terra era molto più antica di quanto si credeva, ma la scoperta di fossili sconosciuti diede il via alle ricerche.

Nel 1809 Lamarck concluse che gli organismi si modificano secondo l’ambiente e, nel tentativo di dare una spiegazione, concluse che le modificazioni avvenivano durante la vita dell’organismo e venivano poi trasmesse alla progenie. Siamo giunti  al famoso esempio della giraffa, secondo cui il collo lungo di questo animale deriverebbe dallo sforzo degli individui di raggiungere le fronde più alte degli alberi per cibarsi.

Nel 1858 sia Darwin che Alfred Russel Wallace giunsero indipendentemente alle stesse conclusioni, il secondo però riteneva che l’uomo fosse troppo complesso per essere coinvolto nel processo evolutivo, cosa che invece afferma Henry Huxley. Darwin non poté però spiegare come i tratti venissero ereditati (le scoperte di Mendel sull’ereditarietà genetica sono successive) e per molto tempo la sua teoria venne bistrattata e derisa fino ai primi anni del 1900, periodo in cui la scoperta fu rivalutata alla luce delle nuove scoperte genetiche.

COME FUNZIONA L’EVOLUZIONE?

L’evoluzione si basa sulla selezione naturale: quando si presenta una mutazione favorevole o l’ambiente cambia, favorendo individui che prima risultavano rari, si genera una nuova varietà di individui che, col tempo, diventa una specie a parte.

Mentre la selezione naturale può essere un processo rapido, l’evoluzione non è altrettanto rapida e non è diretta come spesso siamo abituati a pensarla. Moltissime generazioni sono necessarie prima che si formi una nuova specie e non sempre essa dura più a lungo di quella da cui deriva. Spesso la nuova specie non rimpiazza del tutto la specie da cui deriva e le mutazioni sono casuali, non “consapevoli”.

La stessa immagine normalmente usata per indicare l’evoluzione, che rappresenta varie specie di scimmia fino all’uomo in fila, è, in un certo senso, sbagliata. L’evoluzione non è lineare, ma presenta molti rami che indicano tutti i discendenti di un organismo ancestrale; a sua volta imparentato con altri organismi, e così via fino all’origine della vita. Ricordi la prima volta che il tuo Charmander si è evoluto in Charmeleon? Ecco, quella, più che un esempio di evoluzione, è un ottimo esempio di metamorfosi!

In tutto questo tempo, ovviamente, moltissime specie sono scomparse del tutto (ti dicono niente i dinosauri?) e altrettante sono nate, differenziandosi da quelle sopravvissute.

SE L’UOMO SI È EVOLUTO DALLA SCIMMIA, PERCHÈ LE SCIMMIE ESISTONO ANCORA?

Questa è una domanda piuttosto frequente, frutto soprattutto del fraintendimento illustrato brevemente qui sopra. L’uomo non deriva direttamente dagli scimpanzé, ma condivide con essi un antenato comune dal quale entrambe le specie si sono differenziate, secondo selezione naturale. Ciò non significa che tutte le scimmie “si evolvono” in uomini con il passare del tempo, ma che da esse è comparsa una mutazione che ha portato alla nascita della specie umana. Le scimmie non cambiano, perché sono perfettamente adattate al loro ambiente, non hanno bisogno di trovare nuove strategie adattative per sopravvivere, come non ne hanno bisogno specie che rimangono immutate da milioni di anni, i cosiddetti “fossili viventi”. La selezione naturale opera solamente se c’è variabilità e le nuove specie sopravvivono solo se hanno tutte le carte in regola per farlo: ti ricordo che la loro esistenza non compromette per forza l’esistenza di nuove specie.

L’EVOLUZIONE UMANA È TERMINATA?

Grosso punto di domanda. Sebbene gli scienziati discutano praticamente ogni giorno sulla possibilità o impossibilità di una nuova specie generata da quella umana, la specie umana è ancora soggetta alla selezione naturale (basti pensare all’accesso alle risorse). Possiede ancora tutti gli elementi necessari affinché essa agisca ed è ancora soggetta ad un lento meccanismo di evoluzione (Stock, 2008).

L’ambiente in cui viviamo è in costante mutamento e la sopravvivenza deriva sempre dal modo — naturale o artificiale che sia — con cui ci adattiamo ai nuovi cambiamenti. Certamente, molte scoperte (quali l’agricoltura, i medicinali, etc.) hanno migliorato il nostro tasso di sopravvivenza e sono ancora in fase di test nuovi modi per vivere in condizioni estreme, studiando organismi che già sono capaci di sopravvivere in condizioni inaccettabili per l’uomo. Se ciò possa portare a una nuova specie, diversa da quella umana, non è prevedibile.

PER SAPERNE DI PIÙ

L’evoluzione è un meccanismo affascinante che ha portato alla nascita di specie che ci appaiono perfettamente adattate al loro ambiente, munite di strumenti di sopravvivenza a dir poco straordinari. Questo è un processo che si dipana lungo tutta la storia della vita sul nostro pianeta e comprenderlo significa comprendere molti dei fenomeni che ci circondano: dai comportamenti degli animali alla nascita di nuove varietà di piante.

Se vuoi farti un’idea ancora più chiara di come funziona, ti segnalo il video di «Kurz gesagt – In a nutshell» dal titolo “How evolution works” e il video di TED Ed “Myths and misconceptions about evolution – Alex Gendler”. Consiglio inoltre la lettura del libro di Charles Darwin “L’origine delle specie”, che oltre a definire bene il concetto di selezione naturale e evoluzione offre uno sguardo privilegiato sulla vita del celebre naturalista.

BIBLIOGRAFIA
EXTRA

A cura di Jessica Vettese. Revisionato da Gabriele Girelli e Federico Gessa.


About the Author : Jessica Vettese

Studentessa di Biologia. Aperta e moderata. Amante della vita. Sognatrice indipendente.

5 Comments
  1. […] Sembra ovvio che opporsi ai progressi tecnologici, offerti dal biotech, sia come tentare di opporsi all’evoluzione. A proposito di evoluzione, se vuoi saperne di più, clicca qui: “Evoluzione: tutto quello che devi sapere”. […]

  2. […] A proposito di evoluzione, vuoi sapere come funziona? Leggi anche: “Evoluzione: tutto quello che devi sapere”. […]

  3. […] Nella storia della vita, presumibilmente circa 3,5 miliardi di anni fa, avvenne qualcosa di fondamentale per lo sviluppo delle piante e della vita stessa: alcuni organismi unicellulari cominciarono a fare la fotosintesi. In sostanza, riuscivano ad assorbire l’energia proveniente dal Sole per trasformarla in energia chimica. L’atmosfera primordiale iniziò ad arricchirsi di ossigeno gassoso, cosa che favorì successivamente l’evoluzione di tutti gli esseri viventi. […]

  4. […] ad essere fondamentale per la nostra esistenza in questo mondo. Il nostro cuore possiede un’anatomia comune a tutti gli altri mammiferi ed è un organo prevalentemente muscolare a quattro cavità. Le due […]

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