I fattori dell'evoluzione

L'evoluzione è, in sintesi, il cambiamento genetico di una popolazione. I principali fattori coinvolti nell'evoluzione sono dunque: popolazione, variabilità e selezione.

  La popolazione

La popolazione è l'insieme di individui di una stessa specie che vivono in una medesima area.

Ogni individuo possiede un corredo di geni che costituisce il suo genotipo e, interagendo con l'ambiente, ne definisce il fenotipo, cioè i caratteri morfologici e comportamentali. L'insieme dei geni e degli alleli di tutti gli individui di una popolazione costituisce il pool genico della popolazione; la frequenza allelica è invece la proporzione con cui i diversi alleli sono presenti nella popolazione. Compito della genetica delle popolazioni è studiare la frequenza, la distribuzione e l'ereditarietà dei geni di una popolazione.

  La variabilità

In un individuo le fonti della variabilità genica sono le mutazioni e la ricombinazione genetica durante la riproduzione sessuale.

Le mutazioni sono rari cambiamenti dell'informazione genetica: molti non hanno effetti immediati sull'organismo, altri sono dannosi e pochi sono benefici: non sono quindi la causa primaria dell'evoluzione, ma sono fonte di nuovi alleli, su cui possono intervenire altri agenti dell'evoluzione.

La ricombinazione genetica si produce durante la riproduzione sessuale all'atto della meiosi, quando i cromosomi omologhi sono distribuiti a caso nei gameti; oppure durante il crossing-over, con scambio di porzioni di cromosomi; o infine all'atto della fecondazione, per l'unione casuale di un gamete maschile e uno femminile.

In una popolazione, fonti di variabilità sono la migrazione e la deriva genetica.

La migrazione è intesa come flusso di geni tra popolazioni (e non solo "spostamento" fisico di una popolazione): per esempio, la "migrazione" di un maschio dominante in un nuovo branco fornisce nuovi geni al pool genico del branco. La migrazione può distribuire alleli vantaggiosi nelle diverse popolazioni di una specie e allo stesso tempo contribuisce a mantenere le caratteristiche della specie in tutto il territorio.

La deriva genetica è la fluttuazione della frequenza allelica in una piccola popolazione dovuta a un evento casuale.

Nel meccanismo detto a "collo di bottiglia" l'evento casuale è determinato da una notevole riduzione del numero degli individui della popolazione (per esempio, per malattia o carestia): se la popolazione non si estingue, la frequenza allelica delle future generazioni sarà determinata dal patrimonio dei pochi individui rimasti.

Analogo è "l'effetto del fondatore": se pochi individui colonizzano una nuova zona e rimangono isolati, da quei pochi pionieri deriverà una nuova popolazione con frequenze alleliche diverse da quella di origine. In una popolazione ampia è meno probabile che questo alteri le frequenze geniche in modo da determinare un cambiamento apprezzabile nella popolazione, cioè un'evoluzione. In una popolazione di pochi individui, invece, la frequenza di alcuni alleli è bassa, per cui avvenimenti casuali possono facilmente eliminarli dal pool genico.

  La selezione naturale

Uno dei meccanismi cardinali della teoria evolutiva è la selezione naturale: l'insieme dei processi che all'interno di una popolazione consentono ad alcuni individui di sopravvivere e riprodursi.

Gli individui in cui si manifesta un carattere favorevole all'ambiente possiedono un maggiore valore adattativo, o fitness, e sono dunque "selezionati": hanno cioè più possibilità di riprodursi rispetto al resto della popolazione e nelle generazioni successive sarà presente un maggior numero di individui che possiedono quel carattere "favorevole" (riproduzione differenziale).

In questo modo la selezione naturale porta a una graduale modificazione della composizione genetica della popolazione, nella quale i caratteri con maggiore fitness si manifesteranno con frequenza sempre maggiore. Nella popolazione si verifica allora una pressione di selezione che modifica la distribuzione dei fenotipi, cambiando la posizione nella popolazione del carattere medio più frequente.

La selezione naturale non provoca cambiamenti genetici negli individui, ma, agendo sulla loro possibilità di sopravvivenza e sulla capacità riproduttiva, controlla indirettamente la variabilità genetica, per cui l'evoluzione si manifesta nella popolazione.

I cambiamenti evolutivi non sono necessariamente "buoni" o finalizzati, ma solo preferibili in quel momento e in quell'ambiente: il risultato della selezione naturale è quindi "solo" l'adattamento all'ambiente, sia alla sua componente abiotica (caratteristiche fisico-climatiche), sia a quella biotica (costituita dagli organismi).