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Evoluzione e diversità dei viventi

Il concetto di specie e la speciazione

La modificazione di una popolazione per selezione naturale può procedere fino al punto in cui le diversità della popolazione attuale rispetto a quella originaria saranno tali da poter considerare la popolazione attuale come una nuova specie.

Dal punto di vista biologico, si definisce specie l'insieme di organismi con caratteristiche simili in grado di accoppiarsi e dare prole feconda; gli individui appartenenti a una stessa specie hanno un patrimonio genetico (pool genico) comune. Fra gli individui di una stessa specie si osserva tuttavia, come abbiamo visto, una certa variabilità: ciascuna specie possiede dunque le potenzialità per una continua evoluzione, in relazione alle modificazioni ambientali.

  I meccanismi della speciazione

Il processo che porta alla formazione di una nuova specie prende il nome di speciazione. Si forma una nuova specie quando i componenti di una popolazione hanno subìto cambiamenti genetici (divergenza) tali per cui non possono più accoppiarsi tra loro o comunque dare prole feconda (isolamento riproduttivo ).

I meccanismi della speciazione che favoriscono la divergenza sono ricollegabili all'isolamento geografico, alla radiazione adattativa e alla poliploidia.

  • Isolamento geografico. Due popolazioni di una stessa specie rimangono separate da una barriera fisica per lungo tempo. Questa barriera può essere dovuta a eventi geologici di grande portata, come la deriva dei continenti, o di portata minore, come la presenza di una catena montuosa, di un fiume o di una colata lavica. Se l'isolamento persiste per lungo tempo, ogni popolazione sviluppa mutazioni differenti e quindi una differente evoluzione e, anche se ricongiunte, non saranno più in grado di accoppiarsi tra loro.

  • Radiazione adattativa. Diverse popolazioni di una specie invadono nicchie ecologiche differenti e adattandosi si evolvono in nuove specie in tempi relativamente brevi. La radiazione adattativa avviene, per esempio, nel caso di colonizzazione di nuovi ambienti o quando si perfeziona un adattamento nuovo (come il sangue caldo dei mammiferi).
  • Poliploidia. La poliploidia è costituita dalla presenza in alcuni individui di copie multiple di cromosomi, invece del numero diploide comune alla maggior parte delle specie animali e vegetali. Si osserva piuttosto frequentemente nelle piante, quando una cellula uovo fecondata duplica i cromosomi, ma non si divide in due cellule figlie. Gli individui poliploidi sono ibridi in genere più vigorosi dei genitori, ma sono sterili: infatti la progenie derivata dalla fecondazione di un gamete poliploide con numero doppio di cromosomi e un gamete "normale" aploide con un numero singolo di cromosomi avrà un numero dispari di cromosomi; questi non riescono ad appaiarsi, non possono portare a compimento la meiosi e di conseguenza produrre gameti. Gli individui poliploidi possono tuttavia riprodursi in modo asessuato e dare così origine piuttosto velocemente a una nuova specie.



Il mantenimento dell'isolamento riproduttivo

La nuova specie, una volta differenziata, è importante che mantenga l'isolamento riproduttivo con le altre specie; questo può avvenire con meccanismi prezigotici, cioè che impediscono l'accoppiamento, o postzigotici, cioè che impediscono di generare prole feconda.

Esempi di meccanismi prezigotici sono: 1. l'isolamento geografico, quando vi è una barriera fisica; 2. l'isolamento ecologico, quando vi è un preciso adattamento a nicchie diverse; 3. l'isolamento comportamentale: due popolazioni della stessa specie che vivono nello stesso luogo possono sviluppare un diverso comportamento riproduttivo (diverso periodo riproduttivo, diversi richiami o rituali di corteggiamento); 4. l'incompatibilità meccanica, quando due popolazioni sviluppano differenze morfologiche delle strutture riproduttive (per esempio, nelle piante la posizione di stami e pistilli nei fiori).

I meccanismi di isolamento postzigotici comprendono: 1. l'incompatibilità genetica, quando lo spermatozoo non può raggiungere la cellula uovo; 2. la debolezza degli ibridi, che non sopravvivono; 3. la sterilità degli ibridi, che non si riproducono.

  Le estinzioni

Gli stessi meccanismi dell'evoluzione che possono portare alla formazione di nuove specie possono condurre all'estinzione di altre, che non hanno saputo adattarsi a nuove condizioni ambientali o alla convivenza con nuove specie (per esempio, di predatori). Dall'inizio della vita sulla Terra, molte specie non sono state in grado di continuare la loro evoluzione e nel tempo sono lentamente scomparse.

In alcuni periodi geologici, tuttavia, si sono registrate estinzioni quasi contemporanee di un gran numero di specie differenti. Queste spettacolari estinzioni di massa fanno pensare ad avvenimenti catastrofici particolari: per esempio, le estinzioni della fine del Mesozoico in cui scomparvero anche i grandi dinosauri sarebbero state provocate dagli effetti della caduta di un grande meteorite.

I più comuni fattori responsabili delle estinzioni, tuttavia, sono in genere meno vistosi: innanzitutto la distribuzione localizzata e l'eccessiva specializzazione della specie, che non offrono molte possibilità di adattamento in caso di variazioni ambientali; cause più dirette di estinzione sono la competizione tra specie, la comparsa di nuovi predatori (tra cui ha avuto e ha un ruolo fondamentale l'uomo) o parassiti, la distruzione dell'habitat.

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