La prole del 18,5 per cento è “migliore” dei genitori. L’evoluzione si sta muovendo molto più velocemente di quanto pensassimo

Mentre Charles Darwin credeva che il processo di evoluzione si verificasse su una scala temporale geologica, abbiamo visto esempi di drammatica evoluzione adattativa che si verificano solo in una manciata di generazioni. Quanto è veloce lo sviluppo?

Nell’evoluzione adattativa, la selezione naturale porta a cambiamenti genetici nei tratti che promuovono la sopravvivenza e la riproduzione dei singoli organismi. Mentre Charles Darwin credeva che il processo si verificasse su scale temporali geologiche, abbiamo visto esempi di drammatica evoluzione adattativa solo in una manciata di generazioni. Le falene cambiano colore in risposta all’inquinamento atmosferico, la pesca eccessiva ha fatto perdere le zanne ad alcuni elefanti e i pesci hanno sviluppato resistenza alle sostanze chimiche tossiche.

Tuttavia, è ancora difficile dire quanto sia attualmente veloce l’evoluzione adattiva. Né sappiamo se abbia avuto un ruolo nel destino delle popolazioni di fronte ai cambiamenti ambientali.

Per misurare il tasso di evoluzione adattativa in natura, Gli scienziati hanno studiato 19 gruppi di uccelli e mammiferi nel corso di decenni† Hanno scoperto che si è evoluto da due a quattro volte più velocemente di quanto fosse stato suggerito nel lavoro precedente. Ciò dimostra che l’evoluzione adattativa può svolgere un ruolo importante nel modo in cui i tratti e le popolazioni di animali selvatici cambiano in un periodo di tempo relativamente breve.

Come si misura la velocità di sviluppo?

Come misuriamo la velocità con cui avviene l’evoluzione adattiva? Secondo la “teoria fondamentale della selezione naturale”, la quantità di variazione genetica nella “capacità” di sopravvivere e riprodursi tra individui in una popolazione corrisponde anche al grado di evoluzione adattativa della popolazione. Questa teoria di base è nota da 90 anni, ma si è rivelata difficile da mettere in pratica. I tentativi di utilizzare la teoria nelle popolazioni selvatiche sono stati rari e afflitti da problemi statistici.

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Gli autori del nuovo studio hanno collaborato con 27 istituti di ricerca per raccogliere dati da 19 popolazioni selvatiche a lungo tracciato, alcune dagli anni ’50. Generazioni di ricercatori hanno raccolto informazioni sulla nascita, l’accoppiamento, la riproduzione e la morte di ogni individuo in queste popolazioni. Insieme, questi dati rappresentano circa 250.000 animali e 2,6 milioni di ore di lavoro sul campo.

Quindi hanno utilizzato modelli genetici quantitativi per applicare la “teoria di base” a ciascun gruppo. Invece di tenere traccia dei cambiamenti in ciascun gene, i geni quantitativi utilizzano le statistiche per catturare l’effetto netto che deriva dai cambiamenti in migliaia di geni.

I figli sono in media il 18,5% “migliori” dei loro genitori

I ricercatori hanno anche sviluppato un nuovo metodo statistico che si adatta meglio ai dati rispetto ai modelli precedenti. Tra i 19 gruppi, hanno scoperto che il cambiamento genetico in risposta alla selezione era responsabile, in media, di un aumento del 18,5% per generazione della capacità degli individui di sopravvivere e riprodursi.

Ciò significa che la prole è, in media, il 18,5% “migliore” dei genitori. In altre parole, la popolazione media può sopportare il degrado del proprio ambiente del 18,5%. (Questo può cambiare se la risposta genetica alla selezione non è l’unico fattore che influenza; ne parleremo più avanti.)

Osservando questi tassi, gli scienziati hanno scoperto che l’evoluzione adattiva riflette i cambiamenti più recenti nelle proprietà di animali selvaggi (come dimensioni o tempi di gravidanza). Anche altri meccanismi sono importanti, ma questa è una forte evidenza che l’evoluzione deve essere vista in tandem con altre spiegazioni.

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Cosa significa questo per il futuro?

Cosa significa questo per il futuro? sarà l’evoluzione gli animali Aiutare ad adattarsi in un momento in cui gli ambienti naturali in tutto il mondo stanno cambiando drasticamente a causa del cambiamento climatico e di altre forze?

Sfortunatamente, è qui che le cose si complicano. Lo studio ha esaminato solo i cambiamenti genetici causati dalla selezione naturale, ma nel contesto del cambiamento climatico sono in gioco altre forze.

In primo luogo, ci sono altre forze evolutive (come le mutazioni, il caso e la migrazione). In secondo luogo, il cambiamento ambientale di per sé è probabilmente un fattore più importante per la demografia della popolazione rispetto al cambiamento genetico. Se l’ambiente continua a deteriorarsi, la teoria ci dice che l’evoluzione adattativa generalmente non sarà in grado di compensare completamente.

Infine, la stessa evoluzione adattiva può cambiare l’ambiente in cui vivono le generazioni future. In particolare, quando gli individui competono tra loro per una risorsa (come cibo, territorio o compagni), qualsiasi miglioramento genetico porterà a una maggiore competizione tra la popolazione.

(kg)

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