laboratorio evoluzione marcello sala il mistero del cerion [s j. gould, “opera 100”, in: il...
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laboratorio evoluzione Marcello Sala
IL MISTERO DEL CERION
[S J. Gould, “Opera 100”,
in: Il sorriso del fenicottero, Feltrinelli 1987]
Queste conchiglie vi appaiono molto simili o molto diverse?
Chiocciole dello stesso Genere di mollusco gasteropodo terrestre, il CerionDai naturalisti classificate 600 specie di Cerion , ma la maggior parte interfeconde (possono ibridarsi):
sono specie diverse?
Non sono specie “specie biologiche” (Mayr) distintema solo varietà della stesa specie
Facilità di ibridazione scarsa variazione genetica:perché allora tale diversità di forme e dimensioni?
Forme simili vivono su isole diverse dello stesso arcipelago:
dal momento che si tratta di chiocciole terrestri come si spiega questa distribuzione?
Quale ipotesi è più plausibile?
A) Distribuzione accidentale: uragani hanno trasportato sulle diverse isole
chiocciole della stessa varietà
B) Frammentazione: una stessa varietàdistribuita su un territorio esteso a molte isole
le popolazioni intermedie si sono poi estinte
C) Evoluzione convergente: una stessa varietà distribuita su un territorio esteso a molte isole
colonie separate si sono modificate nella stessa direzione
Le isole Bahamas sporgono da piattaforme sommerseche, durante la glaciazione, (livello-mare più basso) erano emerse e collegavano le isole
[nero: terre emerse, grigio: piattaforme sommerse]
Coste esterneverso l’oceano aperto:
si immergono subito profondamente selvagge e ventose lungo di esse si formano dune che si consolidano in rocce
conchiglie costolate (costolature marcate) pareti spesse
Coste interneverso le
piattaforme:
lambite da acque poco profonde
e calmeniente dune
copertura vegetale
conchiglie variegate
(a chiazze) pareti sottili costolature
poco rilevate
Dove le coste esterne incontrano quelle interne conchiglie con forme ibride
Come si potrebbe spiegare questa corrispondenza
tenendo conto che...?
• le differenze tra le due forme coinvolgono diversi elementi della forma che variano in modo indipendente
• le forme ibride non mostrano una gradazione, ma un miscuglio con una distribuzione di caratteri
tipica dell’incrocio genetico tra due entità diverse• conchiglie variegate sono poco visibili nella vegetazione (sole che filtra a chiazze tra le foglie), mentre conchiglie
di colore chiaro non risaltano sullo sfondo delle dune• conchiglie spesse e costolate resistono meglio agli urti
su coste ventose e rocciose
In base a questi dati come si può spiegare la
differenziazionedelle due forme di chiocciole?
Adattamento evolutivo alle condizioni ambientaliIpotesi: le variegate si sono evolute in ambienti interni
e si sono venute a trovare sulle coste interne quando le piattaforme vennero sommerse
Studi di anatomia degli organi genitali (in queste specie
fondamentali per determinare le parentele filogenetiche):
le forme costolate e variegate della Little Bankhanno anatomia comune tra loro diversa da quella comune alle costolate e variegate della Great Bank
che cosa si può concludere allora sulle somiglianze tra queste forme?
Due diversi significati evolutivi: anatomia dei genitali rapporti di parentela più antichi forma delle conchiglie convergenza :
forme simili si possono ritrovare come adattamenti evolutivi
in condizioni ambientali simili
convergenza (analogia)
Macroglossum stellarum è una falena
(insetto lepidottero)per nutrirsi di nettare
usa la spiritromba (modificazione delle appendici del capo)
Il colibrì è un uccello (vertebrato)per nutrirsi di nettare usa il becco (ossa delle mascelle ricoperte di
tessuto corneo derivato dalla cute)
In entrambi i casi il vantaggio per l’animale è il nutrimento per il fiore è l’impollinazione
• la forma della conchiglia si può evolvere indipendentemente più volte
per adattamento a condizioni simili • la forma della conchiglia è il risultato di
un insieme complesso di caratteri geneticamente indipendenti
• ciascuno dei caratteri di per sé non è adattativo mentre lo è la forma risultante
• ogni carattere è determinato dal genotipo• la selezione naturale può agire sul fenotipo
Come possono evolvere forme complesse se l’ereditarietà riguarda geni singoli e quindi la selezione può agire solo sulle loro singole
espressioni?
Mutazioni omeotiche (parti ben formate in posti sbagliati) presenza di qualche “interruttore” che regola
i geni di un complesso che determina lo sviluppo di intere parti dell’organismo
sistemi gerarchici nella espressione del genotipo durante lo sviluppo del fenotipo
Nel caso del Cerion?
Ipotesi: 1. configurazioni gerarchiche di geni nel Cerion
costituiscono vie alternative di sviluppo corrispondenti alle diverse forme (costolata/variegata)
2. un “interruttore genico” nel programma di sviluppo di Cerion,
a seconda degli stimoli dell’ambiente, indirizza in una delle direzioni alternative (costolata/variegata)
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