Capitolo 5: Evoluzione, classificazione dei viventi e ecologia - PARTE 1/3 Flashcards
Che cos’è l’evoluzione?
Il processo di cambiamento e adattamento che porta all’aumento della diversità genetica e allo sviluppo di nuove forme di vita
Su quali principali assunti si basa la teoria di Lamarck?
Sulla legge dell’uso & del non uso e sulla legge dell’ereditarietà dei caratteri acquisiti
A che anno risalgono le leggi di Darwin?
1859
La legge di Darwin si basa su 4 punti. Quali?
1) Gli esseri viventi originano organismi simili a se stessi, ma con una variabilità tra i singoli. Queste differenze sono ereditabili
2) La prole è maggiore delle risorse. Esiste sempre una lotta per l’esistenza
3) La sopravvivenza dipende dall’interazione degli organismi con l’ambiente. Questo processo è la selezione naturale
4) La selezione naturale porta a un accumulo di cambiamenti che permette la comparsa di nuove specie
In quali ambiti abbiamo le prove che la teoria di Darwin è corretta?
1) Paleontologia
2) Prove biogeografiche (distribuzione dei viventi, es. fringuelli delle Galapagos)
3) Anatomia comparata (le zampe di un cavallo e di un gatto sono simili, ma diverse da quelle di una mosca)
4) Embriologia comparata (gli stadi embrionali sono simili per gli organismi imparentati)
5) Biologia molecolare (maggiore è la parentela evolutiva, maggiore la somiglianza di sequenze di basi del DNA)
Quali sono le principali differenze tra la teoria di Lamarck e quella di Darwin?
Per Lamarck l’ambiente ha un ruolo diretto, per Darwin indiretto. Per Lamarck i cambiamenti sono solo favorevoli, per Darwin è casuale
Quali erano le principali critiche verso la teoria Darwiniana ai tempi?
Non si aveva un meccanismo che spiegasse l’ereditarietà dei caratteri (non conoscevano Mendel) e non si sapeva quale fosse l’origine della variabilità dei caratteri (ora si sa che è la mutazione e la ricombinazione genetica che ha luogo durante la riproduzione sessuata).
Che cos’è il Neo-Darwinismo o “teoria sintetica dell’evoluzione”?
è la teoria di Darwin ma senza le lacune del passato (grazie al lavoro di Mendel e al fatto che ora sappiamo cosa sia una mutazione e la ricombinazione genetica).
Che cos’è una popolazione?
Un insieme di individui della stessa specie che possono incrociarsi liberamente
Che cos’è la genetica di popolazione?
La branca della biologia nata dalla sintesi tra genetica mendeliana e evoluzione di Darwin
Che cos’è il pool genico?
L’insieme degli alleli presenti negli individui di una popolazione in un determinato momento
Che cos’è la frequenza genica?
la frequenza relativa di un particolare allele in una popolazione
Che cos’è l’evoluzione secondo la genetica di popolazione?
La modifica delle frequenze geniche in una popolazione
Che cosa dice il principio di Hardy-Weinberg? (1908, lavorano indipendentemente)
Che la ricombinazione che si verifica a ogni generazione negli organismi a riproduzione sessuata non cambia le frequenze con cui compaiono i diversi alleli che costituiscono il pool genico.
Secondo il principio di Hardy-Weinberg, quali condizioni devono esserci affinché dato un gene con due alleli T e t, la frequenza di T e t nel pool genico resti costante nelle generazioni?
Le condizioni sono che:
1) la popolazione sia grande
2) la popolazione sia panmittica (cioè ci siano accoppiamenti casuali)
3) non ci siano fenomeni migratori
4) Non ci siano mutazioni che modificano il pool genico
5) tutti gli alleli abbiano lo stesso successo riproduttivo
Spiega cosa rappresentano le lettere di p2 + 2pq + q2 = 1
nel principio di Hardy-Weinberg
p2 + 2pq + q2 = 1
p= la frequenza di T
q= la frequenza di t
Visto che la somma delle frequenze alleliche dev’essere pari al 100%, si ha p+q=1, e al quadrato: (p+q)2=uno alla seconda.
p2= la frequenza del genotipo omozigote TT
q2= la frequenza del genotipo omozigote tt
2pq= la frequenza del genotipo eterozigote Tt
Visto che in natura non succede mai, la popolazione è soggetta ai processi evolutivi :)
Quali sono i fattori evolutivi fondamentali?
le mutazioni, la selezione naturale, il flusso genico, la deriva genetica e gli accoppiamenti non casuali (selezione sessuale ;P)
Come può essere usato il principio di Hardy-Weinberg?
Per determinare le frequenze geniche (alleliche) a partire dalle frequenze fenotipiche, stabilendo in che modo la popolazione si sta evolvendo
Di cosa sono responsabili le mutazioni dal punto di vista evolutivo?
Della comparsa di nuovi alleli: provocano quindi una modificazione delle frequenze geniche e uno spostamento delle condizioni di equilibrio
Cosa succede quando i nuovi alleli comparsi durante l’evoluzione sono sfavorevoli rispetto all’ambienete?
Vengono eliminati dal pool genico
Quali tipi di selezione naturale esistono?
La selezione stabilizzatrice, la selezione direzionale e la selezione divergente
Che cos’è la selezione stabilizzatrice?
è la selezione che produce una popolazione più uniforme per quanto riguarda un dato carattere, eliminando le forme estreme. Opera in particolare quando l’ambiente è stabile, riducendo la variabilità di fenotipi
Che cos’è la selezione direzionale?
la selezione che fa aumentare nel tempo la proporzione di individui con un dato carattere fenotipico estremo. Opera in presenza di cambiamenti ambientali (per esempio con la Biston Betularia- la forma chiara era dovuta a un allele recessivo, ma era la più comune prima del XIX secolo)
Che cos’è la selezione divergente?
Quella che fa prevalere individui con caratteristiche fenotipiche estreme, eliminando gli intermedi. Porta al polimorfismo: alla coesistenza di due o più forme fenotipicamente diverse in una popolazione. Può portare alla formazione di nuove specie.
Quali tipi di adattamenti esistono nell’evoluzione?
Adattamenti morfologici (forma e struttura), fisiologici (inerenti al metabolismo) e comportamentali
A cosa può portare una migrazione nell’evoluzione?
A una variazione delle frequenze alleliche: si altera l’equilibrio genetico. Con le migrazioni, si livellano le differenze genetiche tra popolazioni
Che cos’è la deriva genetica?
Una variazione delle frequenze geniche di una popolazione dovuta a fenomeni casuali e non alla selezione naturale.
La deriva genetica ha più effetto con le popolazioni numerose o non numerose?
Non numerose: quando una piccola popolazione si separa da una più grande, le sue frequenze alleliche non necessariamente rispecchiano quelle della popolazione originale, em se la popolazione aumenta di numero, il suo pool genico potrebbe essere diverso dalla popolazione di origine
Come si chiama l’effetto dovuto alla deria genetica?
Effetto del fondatore
Qual è l’espressione che si usa per indicare una popolazione che subisce una riduzione numerica per ragioni non legate alla selezione naturale?
Si dice in questo caso che la popolazione passa attraverso un “collo di bottiglia”
Qual è la differenza tra microevoluzione e macroevoluzione?
La microevoluzione consiste nell’insieme dei cambiamenti genetici che interessano una popolazione e che, accumulandosi, portano all’origine di una nuova specie.
La macroevoluzione riguarda i cambiamenti all’interno di gruppi superiori alla specie, come la comparsa di nuove linee evolutive o l’estinzione di massa.
Osservando le somiglianze tra due specie diverse si possono distinguere tre modelli di evoluzione. Quali?
Evoluzione convergente, evoluzione parallela e evoluzione divergente
Che cos’è l’evoluzione conevergente?
Il fenomeno per cui gli organismi che vivono in condizioni ambientali simili sviluppano adattamenti simili, anche se non hanno nessuna parentela evolutiva. Questa forma di evoluzione porta alla comparsa di strutture analoghe
Cosa sono le strutture analoghe?
Strutture con funzione simile, ma diversa origine evolutiva (per esempio la forma idrodinamica di un delfino e di un tonno)
Cosa sono le strutture omologhe?
Strutture con aspetto diversa, ma stessa origine evolutiva (per esempio le zampe di un cavallo e le braccia umane)
Perché molti cetacei hanno un accenno di ossa di arti inferiori?
Perché si tratta di strutture omologhe a quelle degli altri mammiferi: in poche parole tutti i mammiferi hanno un antenato comune
Che cos’è l’evouzione parallela?
Il processo in base al quale specie imparentate evolvono in modo simile per lunghi periodi di tempo, perché sottoposte alle stesse pressioni selettive
Che cos’è l’evoluzione divergente?
Lo sviluppo di caratteristiche diverse in due o più popolazioni che condividono un antenato comune. Può portare alla formazione di varietà diverse dalla stessa specie, adattate alle condizioni specifiche in cui vivono, oppure alla nascita di specie nuove.
Foche e gatti hanno un aspetto diverso anche se entrambi sono carnivori. A che tipo di evoluzione è dovuto questo?
All’evoluzione divergente
Che cos’è una specie?
Un gruppo di individui che possono incrociarsi tra loro, dando origine a prole fertile
Come si chiama il complesso di fenomeni che portano alla nascita di una nuova specie?
Speciazione
Qual è la condizione che dà inizio alla speciazione?
L’isolamento genetico: conseguenza dell’isolamento riproduttivo tra due popolazioni di una data specie
L’isolamento riproduttivo e la speciazione spesso sono il risulato dell’isolamento geografico. In questo caso si parla di…?
Speciazione allopatrica.
Se la speciazione avviene in assenza di isolamento geografico, si parla di…?
Speciazione simpatrica
Come avviene in breve la speciazione allopatrica?
Una popolazione viene separata da un’altra da una barriera geografica (per esempio un corso d’acqua): sui due gruppi agiscono pressioni selettive diverse, che possono portare alla formazione di specie diverse.
Che cos’è l’areale?
L’area di distribuzione della specie
Come avviene in breve la speciazione simpatrica?
è comune nelle piante e legate al fenomeno della poliploidia (possesso di un numero di cromosomi multiplo di n e superiore a 2n). La speciazione per poliploidia può essere dovuta per esempio al raddoppiamento del numero di cromosomi in alcuni individui, oppure al raddoppiamento di cromosomi in individui ibridi
Che cos’è un ibrido?
Un individuo originato dall’accoppiamento tra due individui di specie diversa. Di solito sono sterili perché i loro cromosomi non sono omologhi e non possono appaiarsi durante la meiosi. Se però avviene un raddoppiamento del numero cromosomico in un ibrido, può nascere una nuova specie che produce gameti, perché ogni cromosoma ha un suo omologo
Quali tipi di meccanismi di isolamento genetico esistono?
Meccanismi di isolamento prezigotici e meccanizmi di isolamento postzigotici
Quali sono alcuni i meccanismi di isolamento prezigotici?
Differenze di habitat, differenze di comportamento nel corteggiamento o incompatibilità di apparati riproduttivi
Quali sono alcuni meccanismi di isolamento postzigotici?
La morte precoce degli ibridi o ibridi non fertili
Che cos’è la radiazione adattativa?
Un fenomeno che si verifica quando una specie occupa un nuovo ambiente, scarsamente colonizzato, dando origine rapidamente a molte specie diverse, fino a occupare tutte le nicchie ecologiche disponibili. Ciascuna delle specie nuove ha adattamenti diversi da quelli delle altre, funzionali a una specifica nicchia ecologica.
Quando ha avuto origine la Terra?
4,7 miliardi di anni fa
Quando si è solidificata la crosta terrestre?
4,5 miliardi di anni fa
Quando ha avuto origine la vita?
4 miliardi di anni fa
A quando risalgono i fossili più antichi ritrovati?
3,5-3,8 miliardi di anni fa
Come ha avuto origine la vita secondo Oparin e Haldane (lavori indipendenti, anni ‘20)
La comparsa della vita ha richiesto la sintesi abiotica delle sostanze biochimiche. Secondo Oparin e Haldane, le condizioni ambientali sulla terra primitiva favorivano la sintesi spontanea delle molecole organiche. Carbonio, idrogeno, azoto e ossigeno nell’atmosfera avrebbero reagito tra loro, formando diversi composti. L’energia per queste reazioni è stata data da radiazioni ultraviolette, fulmini o attività vulcanica. Quindi le prime molecole organiche si sarebbero formate con processi non biologici, e poi concentrate negli oceani tramite piogge (brodo primordiale)
Cosa è successo poi agli amminoacidi, monosaccaridi, nucleotidi e lipidi concentrati nel brodo primordiale?
Sono andati incontro all’evoluzione chimica, che ha portato alla comparsa dei primi organismi protocellulari: le molecole biologiche hanno reagito tra loro formando polimeri, aggregati a formare goccioline colloidali chiamate da Oparin coacervati
Come chiama Oparin le goccioline colloidali formate da polimeri di molecole biologiche (insomma, i primi organismi protocellulari)?
Coacervati
Come erano fatti i coacervati?
Avevano una membrana lipidica che li separava dall’esterno e all’interno optevano compiere reazioni enimatiche
I coacervati erano organismi viventi?
non ancora, perché non potevano riprodursi. Una volta acquisita questa capacità, Oparin li definisce “protobionti”: gli antenati delle cellule viventi
Sono comparse prima le proteine o gli acidi nucleici?
Gli acidi nucleici, e di preciso l’RNA, che in alcune condizioni può catalizzare la sintesi di molecole di RNA. Il primo passo verso la vita è quindi stata la replicazione dell’RNA senza l’intervento di proteine a funzione enzimatica
Le prime cellule avevano bisogno di ossigeno?
No, erano anaerobie (infatti l’atmosfera primordiale era riducente, cioè non c’era ossigeno libero)
Come si procuravano l’energia le prime cellule?
Si è a lungo pensato che fossero eterotrofe e si nutrissero delle sostanze organiche nell’ambiente, recentemente però hanno trovato dei batteri autotrofi chemiosintetci, gli archebatteri, che vivono in condizioni simili a quelle della Terra primordiale
Quali sono stati gli organismi autotrofi che hanno avuto più successo sulla Terra primordiale?
Quelli fotosintetici
Cosa sono gli stromatoliti?
Strutture rocciose striate con bande alternate chiare e scure dovute alla presenza di strati di materiale depositato dall’attività di organismi procarioti simili ai cianobatteri (fotosintetici).
A quando risalgono gli stromatoliti?
3,5 miliardi di anni fa
Cos’è successo all’atmosfera primitiva grazie alla fotosintesi?
è passata da riducente a ossidante, arrivando ad avere il 21% di ossigeno
Quali sono le tre conseguenze importanti della comparsa dell’ossigeno nell’atmosfera primitiva?
1) Rende possibile la formazione di ozono (O3) che scherma i raggi UV dannosi
2) Favorisce la comparsa del metabolismo aerobico, più efficiente e vantaggioso dal punto di vista energetico
3) Modifica l’ambiente per impedire il ripetersi della formazione della vita dalla non-vita (generazione spontanea)
A quando risalgono le prime cellule eucariotiche dotate di nucleo con DNA e organelli specializzati per le diverse funzioni?
1,5 miliardi di anni fa, in seguito a un processo di simbiosi fra alcuni organismi procarioti
Come si chiama la teoria secondo cui le cellule eucariotiche sono il frutto della simbiosi tra due organismi procarioti?
Endosimbiosi
Nell’endosimbiosi, l’organismo procariote inglobato ha dato origine a quale organello?
Il Mitocondrio. Altri organismi inglobati fotosintetici hanno dato origine ai cloroplasti
Come hanno avuto origine i primi organismi pluricellulari?
Da un organismo unicellulare (forse un protista ciliato) che si è diviso, formando due cellule figlie che però non si sono separate. Questo processo, ripetuto più volte, avrebbe portato alla formazione di una colonia (cellule aggregate non specializzate), e in seguito alla specializzazione di queste cellule
