La selezione naturale, probabilmente il meccanismo evolutivo più noto, aumenta la prevalenza di tratti che migliorano la sopravvivenza e la riproduzione. Tuttavia, l’evoluzione non si limita a propagare tratti favorevoli, né va sempre a beneficio delle popolazioni.
La vita non è giusta. Un cervo che pascola contento in un campo può avere il suo pasto tragicamente corto da un fulmine. Se la cerva condannata è uno dei soli tre nella popolazione, 1/3 del pool genetico della popolazione viene perso. Eventi casuali come questo possono colpire indelebilmente una popolazione, a volte per generazioni. Questo meccanismo evolutivo è chiamato deriva genetica.
La deriva genetica è un cambiamento nelle frequenze degli alleli della popolazione a causa di eventi casuali. Gli alleli sono variazioni di un gene, e la loro frequenza è la porzione, o percentuale, della popolazione con quell’allele. La deriva genetica può alterare le frequenze di alleli vantaggiosi, neutri e nocivi allo stesso modo.
La deriva genetica non ha un impatto drammatico sulle popolazioni sufficientemente grandi; questo perché non si verifica in isolamento, ma insieme ad altri meccanismi evolutivi, come la selezione naturale. Nelle grandi popolazioni, molti individui possono essere persi, e il pool genico rimanente è ancora abbastanza vario per la selezione naturale di agire.
Tuttavia, la deriva genetica può ridurre bruscamente la diversità genetica in piccole popolazioni, creando un errore di campionamento. Un errore di campionamento si verifica quando un campione non è rappresentativo della popolazione da cui è derivato. Quando una parte di una popolazione viene eliminata, i restanti membri possono rappresentare solo una frazione della diversità genetica della popolazione originaria. I campioni più grandi sono in genere più rappresentativi, motivo per cui gli scienziati massimizzano le dimensioni del campione per i loro esperimenti.
Due esempi estremi di deriva genetica sono l’effetto collo di bottiglia, causato da eventi catastrofici, come le catastrofi naturali, e l’effetto fondatore, il risultato della colonizzazione. In entrambi i casi, le popolazioni più piccole derivate da quelle più grandi creano un errore di campionamento che porta all’evoluzione, a volte da tratti meno favorevoli.
Secondo un malinteso comune sull’evoluzione
è che questa necessiti di una selezione naturale perché avvenga.
Questo non è sempre vero.
La deriva genetica è un meccanismo attraverso il quale può verificarsi l’evoluzione
senza una selezione naturale.
È definita come un cambiamento nella frequenza degli alleli
di una popolazione dovuta al caso.
Per visualizzarla, usiamo come esempio una popolazione di giraffe
e immaginiamo che i loro alleli marrone chiaro
e marrone scuro sono rappresentati da palline
di due calori diversi.
Partiamo dal presupposto che ciascun colore inizia
in quantità uguale.
Se dovessimo avviare una nuova generazione
da questa popolazione, avremmo bisogno
di allevare coppie di individui e quindi selezionare
tra quattro alleli per coppia.
Se selezioniamo per la riproduzione una coppia a caso,
possiamo ottenere due palline di ciascun colore.
Tuttavia affidandoci al caso. qualche accoppiamento
risulterà di un solo colore. oppure tre di un colore
e l’altro di un altro colore.
Queste deviazioni di probabilità su multipli accoppiamenti
può significare che la prossima generazione non avrà più
la stessa combinazione di ciascun allele.
È questa variazione di frequenze relative di alleli nel tempo
che definisce la deriva genetica.
Alcune forme di deriva genetica possono cambiare drasticamente
le frequenze degli alleli.
L’effetto collo di bottiglia e l’effetto del fondatore
sono due esempi di deriva genetica estrema.
L’effetto collo di bottiglia si verifica quando la dimensione di una popolazione
si riduce in maniera significativa per almeno una generazione.
Può essere spiegato usando una metafora—una bottiglia contenente
palline di diversi colori, che rappresentano diversi alleli.
Quando la bottiglia viene capovolta—cioè si verifica un evento collo di bottiglia—solo
cadono solo alcune palline a caso.
Questa collezione di palline, cioè la popolazione sopravvissuta,
genera una nuova popolazione che probabilmente
non è rappresentativa per la popolazione originale.
La nuova popolazione dimostra una diversità genetica
significativamente ridotta, il che rappresenta un’estrema deriva genetica.
Eventi come calamità naturali e caccia eccessiva
possono causare un simile effetto a collo di bottiglia.
Popolazioni sufficientemente grandi solitamente possono
resistere a tali eventi senza soffrire una drammatica perdita di diversità.
Piccole popolazioni, invece, possono essere distrutte per generazioni
o anche per sempre.
Nel secondo tipo di estrema deriva genetica,
l’effetto del fondatore, piccoli segmenti di una popolazione
si trasferiscono, isolandosi e creando nuove “popolazioni fondatrici”.
Le conseguenze ricordano
l’effetto a collo di bottiglia.
Le nuove popolazioni probabilmente non sono rappresentative
per la popolazione originaria
perché sono geneticamente meno diverse.
Quindi, a differenza dell’evoluzione adattativa,
in cui la frequenza degli alleli cambia per selezionare
le caratteristiche più adatte all’ambiente circostante,
come le coccinelle con una maggiore quantità di melanina che sopravvive
meglio nei climi più freddi grazie ad una migliore capacità
di assorbire il calore, la deriva genetica rappresenta un tipo di evoluzione
dovuto esclusivamente al cambiamento stocastico.
Ad esempio, la rimozione casuale di una parte
di una popolazione a causa di un evento catastrofico
o una migrazione.
Related Videos
Population Genetics
57.8K Visualizzazioni
Population Genetics
72.0K Visualizzazioni
Population Genetics
58.3K Visualizzazioni
Population Genetics
39.6K Visualizzazioni
Population Genetics
35.0K Visualizzazioni