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H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Il nuovo Invito alla biologia. blu 2
Capitolo B 6 L’origine delle specie e i modelli evolutivi 3 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
Lezione 1 I processi di speciazione 4 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La speciazione Concetto filogenetico di specie: insieme di organismi che condividono caratteristiche anatomiche o morfologiche (o molecolari) simili. Concetto biologico di specie: insieme di organismi che possono accoppiarsi tra loro, dando origine a prole fertile. Speciazione: processo tramite cui piccoli gruppi di organismi di una specie possono andare incontro a cambiamenti sufficienti a trasformarli in una nuova specie. 5 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
Speciazione per divergenza adattativa La speciazione per divergenza adattativa è un processo graduale di isolamento riproduttivo. Richiede tempi lunghi e avviene di solito in tre tappe. 6 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La speciazione allopatrica Si ha una speciazione allopatrica se due popolazioni vivono in territori separati da una barriera geografica che interrompe il flusso genico e la progressiva divergenza genera due specie differenti. 7 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La speciazione parapatrica riguarda popolazioni che vivono in aree limitrofe, con diverse condizioni ambientali. Con il passare del tempo, le popolazioni possono differenziarsi dal punto di vista genetico e formare nuove specie. 8 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La speciazione simpatrica avviene in assenza di barriere fisiche. Può avvenire quando due popolazioni che vivono nello stesso territorio sviluppano una diversità di comportamento, per esempio nella scelta del partner. Con il passare del tempo, le due forme possono diventare così diverse da risultare isolate dal punto di vista riproduttivo. 9 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La speciazione improvvisa, o istantanea, riguarda soprattutto gli organismi vegetali e si verifica in tempi brevi. Può essere causata dalla poliploidia, che determina isolamento riproduttivo di un individuo dalla popolazione di origine. 10 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
Lezione 2 Come si mantiene l’isolamento genetico Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017 11
L’isolamento prezigotico I meccanismi di isolamento prezigotico impediscono l’accoppiamento e la fecondazione tra membri di specie differenti. Nei vertebrati sono spesso presenti complesse strategie riproduttive per garantire l’isolamento prezigotico (rituali di corteggiamento, richiami sonori, segnali visivi, sostanze chimiche, differenze temporali…). 12 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
L’isolamento postzigotico I meccanismi di isolamento postzigotico agiscono dopo la fecondazione. Sono più rari rispetto ai meccanismi prezigotici. • La cellula uovo fecondata non si sviluppa. • I piccoli non raggiungono la maturità riproduttiva. • I discendenti sono robusti ma sterili. 13 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
Riassunto dei meccanismi prezigotici e postzigotici 14 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
Lezione 3 I modelli evolutivi e le teorie più recenti 15 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La macroevoluzione e il cambiamento filetico La macroevoluzione si occupa soprattutto dei processi evolutivi che avvengono a livello di specie, o a un livello superiore. Il cambiamento filetico (o anagenesi) è un processo di cambiamento graduale che si verifica all’interno di una popolazione. Una specie accumula gradualmente cambiamenti fino a diventare diversa da quella di partenza; può essere considerata una nuova specie. 16 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
Evoluzione convergente: sottoposte a pressioni selettive simili, specie diverse sviluppano adattamenti simili. Le strutture che derivano da questo tipo di evoluzioni sono dette analoghe (origini diverse ma funzioni simili). 17 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
Evoluzione divergente: una popolazione si isola dal resto della specie e, sotto particolari pressioni selettive, comincia a seguire un corso evolutivo differente, andando incontro a deriva genetica. 18 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La cladogenesi e la radiazione adattativa La cladogenesi è la suddivisione di una linea evolutiva di organismi in due o più linee distinte. Uno dei processi alla base della cladogenesi è la radiazione adattativa, che consiste nella rapida diversificazione di un gruppo di organismi che discendono da un antenato comune. 19 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
La teoria degli equilibri intermittenti Secondo la teoria degli equilibri intermittenti proposta da Niles Eldredge e Stephen Jay Gould, l’evoluzione non procede in modo graduale ma «per salti» . Si basa soprattutto sulla documentazione fossile. 20 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017
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