La fitness darwiniana
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La fitness darwiniana

La fitness darwiniana analizza quali che sono le caratteristiche genetiche in grado di favorire la sopravvivenza della specie ed anche la sua evoluzione

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La fitness darwiniana

Nelle maggior parte delle cellule eucariote i geni sono contenuti in coppie omologhe (cioè sono diploidi) ovvero sono doppi: ogni gene è presente due volte. Attraverso la riproduzione un membro della coppia di geni viene ereditato dal padre e l’altro dalla madre. Quindi ciascun genitore fornisce una sola serie di ciascun gene alla sua discendenza che riceve appunto un gene da ciascun genitore.

Attraverso la riproduzione si ottiene una prole che avendo ereditato geni da due individui differenti esprime un fenotipo che ha caratteristiche di ciascuno dei due genitori. Quando guardiamo i figli, in genere essi hanno certi tratti derivanti dalla madre ed altri del padre. Ciò accade proprio perche la progenie riceve i propri geni da individui differenti e questi si esprimo in virtù delle loro proprietà: l’allele dominante viene espresso, quello recessivo è presente, ma non espresso. Tutto ciò contribuisce a generare individui diversi rispetto ai genitori, con fitness differente rispetto ai genitori in quanto portatori di una nuova sequenza genica frutto dell’unione degli alleli paterno e materno.

Questo evento è un dei fattori alla base dell’evoluzione stessa, in quanto l’espressione di nuovi esseri, differenti dai genitori, determina individui più o meno adatti all’ambiente e di conseguenza più o meno capaci di riprodursi, quindi con fitness differente.

La generazione successiva avrà un differente successo riproduttivo, dipendente dai geni ereditati dai genitori che, essendo differente da quello dei genitori stessi, ma essendo una sorta di integrazione dei loro geni avrà comunque connotazioni e proprietà singolari che renderanno tale generazione più o meno adatta alla riproduzione, quindi con fitness caratteristica, differente da quella dei genitori.
Evoluzione significa nuova fitness non necessariamente migliore, anzi sarà la selezione naturale a premiare il cambiamento evolutivo più adatto all’ambiente in quanto il più idoneo, quindi con maggiore fitness sarà quello meglio in grado di riprodursi.

Quindi attraverso la riproduzione vengono generati individui diversi rispetto ai genitori con differente idoneità ai fini riproduttivi rispetto all’ambiente in cui vivono, pertanto con fitness diversa. In sostanza la generazione di individui differenti rispetto ai genitori è uno dei fattori alla base dell’evoluzione degli esseri viventi. La fitness dei genitori determina la loro possibilità di riprodursi creando progenie con fitness differente che darà loro maggiore o minore idoneità riproduttiva.

La fitness darwiniana in genetica misura le capacità riproduttive di un allele rispetto agli altri. Essa cerca di capire quali variazioni genetiche determinano maggiore possibilità di riprodursi. In termini prettamente genetici si considera ogni carattere dell’individuo come l’espressione di uno o più geni determinanti. Anche caratteristiche di natura comportamentale e qualunque risposta che un organismo attua rispetto all’ambiente è ottenuta attraverso l’espressione di particolari geni, quindi si studiano i geni come fautori delle differenze tra gli individui e fautori di diverse risposte all’ambiente.
Attraverso la fitness, si vuole misurare la capacità delle variazioni genetiche di rendere alcuni individui più idonei alla riproduzione. Più precisamente in base all’analisi postuma della capacità riproduttiva si studiano quelle che sono le variazioni genetiche maggiormente in grado di implementare questa capacità.

Per esempio due geni che esistono sotto forma di alleli A e a, possono avere fitness differente ed è possibile assegnare a ciascuna classe genotipica diversi valori di fitness in conseguenza del loro potenziale riproduttivo relativo, quindi reciproco tra gli allele stessi.

Facendo un esempio pratico, se il successo riproduttivo medio di ogni genotipo risulta il seguente:

  • AA produce 5 discendenti
  • Aa produce 4 discendenti
  • aa produce 1 discendente

Convenzionalmente si attribuisce al genotipo con la maggiore capacità riproduttiva il valore di fitness 1 ed agli altri genotipi vengono assegnati valori relativi rispetto al primo:

  • Fitness di AA = 1
  • Fitness di Aa = 4/5 = 0,8
  • Fitness di aa = 1/5 = 0,2

Le differenze nella fitness sono maggiori tra gli individui i cui genotipi differiscono tra loro per più locus genici. Ovviamente maggiori differenze genica determinano maggiori differenze tra i soggetti e quindi una più diversa capacità di risposta all’ambiente tra loro. Nello studio della fitness si cerca di lavorare con sostituzioni alleliche mirate in un unico locus, per determinare un effetto circoscritto facilmente individuabile e valutabile, in modo che di ogni gene sia chiara la reale capacità di modificare la fitness stessa.

È importante ricordare che le differenze del successo riproduttivo possono derivare da motivi differenti. Questi fattori possono essere ad esempio un diversa capacità di sopravvivenza, dato che un individuo deve sopravvivere per procreare. Oppure una maggiore capacità di accoppiarsi e riprodursi, come gli uccelli con piume più colorate attraggono maggiormente i partner sessuali. Infine diversi individui possono avere una diversa fertilità, ovviamente l’individuo più fertile genera più prole, che garantisce un maggiore successo. Quello che è importante chiarire è che la fitness non individua le causa, ma esprime semplicemente le capacità riproduttive in virtù dei dati osservati.

La fitness darwininana contribuisce ad esplicare l’evoluzione della specie, in quanto nelle generazioni successive gli alleli con maggiore fitness saranno maggiormente presenti, portando progressivamente a generare la cosiddetta selezione della specie che in termini genetici implica il fatto che determinati geni sopravvivono in quanto più adatti all’ambiente, mentre altri scompaiono in quanto meno capaci di riprodursi. Quindi la fitness contribuisce a chiarire come si sviluppa la selezione naturale.

La selezione naturale è determinata dalla capacità di sopravvivere ovviamente, ma anche dalla possibilità di riprodursi, in quanto è ovvio che organismi non in grado di riprodursi sono destinati ad estinguersi e vengono eliminati dalla selezione naturale. La maggiore capacità di riprodursi, quindi la fitness è ovviamente responsabile della continuazione della specie, ma non solo, in quanto all’interno della stessa specie gli individui con caratteristiche riproduttive migliori hanno la meglio e portano i loro geni alle generazioni successive.

La selezione naturale è la conseguenza della fitness darwiniana o più correttamente la fitness darwiniana vuole studiare quali che sono le caratteristiche genetiche in grado di favorire la sopravvivenza della specie ed anche la sua evoluzione, in quanto essa individua gli alleli con maggiore idoneità riproduttiva, in virtù delle capacità dei portatori di questi geni di riprodursi e generare nuovi discendenti anch’essi portatori degli alleli in esame. Tramite la fitness si individuano i geni in grado di favorire la riproduzione degli individui esaminati.