Gli orsi polari - come quelli mostrati in Manitoba, Canada - sono un ottimo esempio di animali che si adattano al loro ambiente. Ma come è cambiata la loro pelliccia dal marrone al bianco? Vedi altro immagini di animali artici . Paul J. Richards/AFP/Getty Images Ti sei mai chiesto come gli orsi polari siano diventati bianchi? Ha perfettamente senso; gli orsi bianchi si fondono facilmente nel terreno artico bianco. Ciò rende difficile per la loro preda vederli avvicinarsi, e questo ha permesso loro di sopravvivere per millenni nella regione polare. Gli orsi polari si sono evoluti per adattarsi al loro ambiente. Ogni specie si adatta attraverso le generazioni per sopravvivere nel suo habitat, oppure rischia l'estinzione.
Ma il candore dell'orso polare diventa alquanto curioso se si considera che, in una volta, si ritiene che si siano ramificati dall'albero genealogico dell'orso bruno [fonte:Polar Bears International]. Quindi, in che modo esattamente alcuni orsi bruni sono diventati orsi polari?
Come ogni altra specie che diverge - si divide in due o più specie distinte - gli orsi bruni e gli orsi polari hanno subito una evento di speciazione . Questo è un evento in cui i membri della stessa specie si separano fino a quando, per diverse possibili ragioni, non sono più in grado di riprodursi tra loro. Questo significa che non c'è più a flusso genetico tra le specie.
Il flusso genetico è il termine per il potenziale delle differenze genetiche in una singola specie da trasmettere all'interno di una specie. Due membri di una specie che possono accoppiarsi possono scambiarsi geni tra loro. Pensaci in questo modo:i geni di tua madre sono diversi da quelli di tuo padre. Ognuno ha portato il proprio lignaggio al tuo concepimento, e tu sei il risultato di questi lignaggi, questo flusso genetico. Quando non c'è più un flusso genetico tra i membri di una specie precedentemente singola, isolamento riproduttivo è stato adempiuto. Non condividono più lo stesso pool genetico. Quando ciò si verifica, la specificazione è completa, e l'una specie ora è diventata due (o più).
Ma come avviene la speciazione? Gli evoluzionisti non hanno ancora una risposta definitiva. Esistono diverse idee su come potrebbe avvenire l'isolamento riproduttivo. Nella pagina successiva, daremo un'occhiata alle condizioni in cui gli scienziati sospettano che avvenga la speciazione.
Contenuti
Catene montuose, come l'Himalaya in Asia, sono più che abbastanza vasti da favorire la speciazione allopatrica. Prakash Mathema/AFP/Getty Images Si ritiene che gli eventi di speciazione accadano in una serie di condizioni. Gli scienziati generalmente credono che avvenga perché i membri della stessa specie sono stati isolati l'uno dall'altro. Ci sono quattro tipi di speciazione che gli evoluzionisti hanno identificato come le spiegazioni più probabili per la speciazione.
In caso di speciazione allopatrica , un vero confine geografico separa fisicamente la specie. Un fiume o una catena montuosa, Per esempio, può far divergere una specie.
Insieme a speciazione parapatrica , una specie è diffusa in vaste aree con ambienti diversi. Si adattano a queste nuove aree e gradualmente diventano specie separate. Non esiste una caratteristica geografica che separi questi animali:possono diventare specie separate semplicemente a causa della distanza che separa i gruppi.
Speciazione peripatrica si verifica quando un piccolo gruppo viene isolato dal corpo principale della specie. Poiché questo cluster è solo una piccola parte dell'intera popolazione della specie, tutte le differenze genetiche che rendono la specie robusta potrebbero non essere presenti. Questo presenta ciò che i biologi evoluzionisti chiamano a collo di bottiglia . Alcuni dei geni che fluiscono all'interno di una specie sono stati recisi e separati dal pool genico.
In un collo di bottiglia evolutivo, una piccola popolazione riesce a produrre le generazioni successive. Questo è accaduto in vari momenti della storia umana. La maggior parte degli europei, Per esempio, sono tutti discendenti di poche centinaia di antenati, che viveva nel mezzo di un collo di bottiglia [fonte:The Polymath].
Mentre un piccolo gruppo può riuscire a ripopolare, ci sono ripercussioni che possono derivare da un collo di bottiglia. I geni presenti in questa piccola popolazione diventeranno robusti, poiché il flusso genetico è molto più voluminoso di quanto sarebbe in una popolazione più ampia, dove le differenze genetiche, comprese le anomalie, sono diffuse. Questo si chiama effetto fondatore . I geni dei membri fondatori di quella che alla fine diventa una grande popolazione diventano molto più frequenti di quanto non lo siano in simili, popolazioni più numerose. Diversi membri di una setta Amish in Pennsylvania soffrono di microcefalia, una malattia generalmente fatale in cui il cervello non raggiunge la sua piena dimensione. Questi Amish discendono tutti da un'unica coppia arrivata in Pennsylvania nel XVIII secolo.
In caso di speciazione simpatrica , i membri di una specie continuano a vivere fianco a fianco, ma ancora separati in specie diverse. Per esempio, alcuni insetti si nutrono e si riproducono su un solo tipo di frutto. Se alcuni membri di questa specie provano un altro tipo di frutta, anche la loro progenie può essere allevata per visitare quel frutto. Se questo accade, i membri di una specie possono divergere in due specie basandosi esclusivamente sul frutto di cui si nutrono e in cui depongono le uova.
In ciascuno di questi tipi di speciazione, la specie deve subire il processo di isolamento riproduttivo. Per esempio, la damigella si è evoluta per formare genitali diversi, e i membri divennero fisicamente incapaci di accoppiarsi tra loro. L'isolamento riproduttivo non deve essere così drastico, però. I membri di una singola specie possono evolversi per creare diversi rituali di accoppiamento, quelli che non attireranno membri dell'altra specie. Possono anche accoppiarsi in diversi momenti della giornata, mese, stagione o anno. Oppure possono evolversi per accoppiarsi in luoghi diversi, ad esempio su due diversi tipi di frutta, come nell'esempio sopra riportato per la speciazione simpatrica.
Quindi, quando una popolazione si trova isolata in un modo o nell'altro dal resto di una specie, si verifica la speciazione, Giusto? Non necessariamente. Scopri di più sul disaccordo sulla speciazione nella pagina successiva.
La Cina ha fornito un gran numero di fossili alla documentazione fossile:la storia naturale della Terra catturata da tutti i resti fossili scoperti fino a questo punto. Questo scheletro è stato esposto a Shanghai nel luglio 2007. Foto Cina/Immagini Getty Sembra che quando i membri di una specie finiscono isolati da altri membri della loro specie è probabile che si verifichi un evento di speciazione. Gli scienziati possono confrontare i geni di specie simili per dimostrare che il DNA comune che condividono suggerisce fortemente che le due specie erano in precedenza una. Ma come avviene questo processo? Sfortunatamente, gli evoluzionisti non sono stati in grado di definire esattamente come avviene la speciazione. Anziché, si sono evoluti due campi principali, per così dire, con opinioni molto diverse su come si svolge il processo di speciazione.
C'è chi ci crede gradualismo filetico , il pensiero che il processo di speciazione avvenga costantemente e per lunghi periodi di tempo. Altri credono in equilibrio punteggiato . Queste persone credono che la speciazione avvenga in rapidi salti e inizi, con lunghi periodi di tempo tra gli eventi. Entrambi i gruppi hanno il reperti fossili con cui lottare.
La documentazione fossile è la somma totale di tutti i fossili che sono stati scoperti finora. messi insieme, formano un quadro relativamente chiaro dell'evoluzione della vita sulla Terra. Ma ci sono, però, lacune nella documentazione fossile - periodi in cui nuove specie emergono improvvisamente senza alcuna apparente transizione da una specie a un'altra radicalmente diversa, specie affini.
Coloro che sottoscrivono l'equilibrio punteggiato affermano che i reperti fossili sono la prova che la loro teoria sulla speciazione è quella corretta. Se la speciazione avviene in salti e partenze improvvisi, non dovrebbe esserci alcuna registrazione della transizione da una specie a una specie sorella. Anziché, i membri di una specie si trovano isolati dal punto di vista riproduttivo dagli altri membri e improvvisamente, si verifica la speciazione.
Da parte dei gradualisti - che generalmente rivendicano tra le loro fila Charles Darwin, il padre della teoria dell'evoluzione:i reperti fossili sono semplicemente incompleti. Il processo di speciazione include una lunga transizione da una specie a una specie correlata. Agli occhi dei gradualisti, questi membri di transizione semplicemente non sono stati ancora eliminati dagli strati di limo e roccia nella Terra. In altre parole, i reperti fossili, ai gradualisti, è semplicemente incompleto.
Ma la disputa su come avvenga la speciazione potrebbe essere messa a tacere. Un perfetto esperimento naturale è letteralmente arrivato a riva. E l'ambiente non potrebbe essere più perfetto. Per scoprirlo, leggi la pagina successiva.
Steve Finn/Getty Images draghi di Komodo, come Raja, mostrato allo zoo di Londra, sono esempi delle proporzioni gigantesche che le specie insulari possono raggiungere rispetto ai loro cugini della terraferma. Steve Finn/Getty Images A metà settembre 1995, L'uragano Marilyn ha colpito i Caraibi. La tempesta ha ucciso almeno 13 persone e ha causato danni per oltre 2 miliardi di dollari. Molte persone hanno perso le loro case a causa della forza dell'uragano. Ma non tutti coloro che sono stati colpiti da Marilyn erano umani. Si ritiene che un gruppo di 15 iguane verdi sia andato alla deriva dall'isola di Guadalupa ad Anguilla dopo essersi aggrappato ai detriti della tempesta per tre settimane. Quando le iguane verdi misero piede ad Anguilla, sono diventati potenziali membri fondatori di una nuova specie.
Se il processo di speciazione ha luogo, potrebbe volerci un po' di tempo, se i gradualisti hanno ragione. O potrebbe accadere piuttosto rapidamente, come credono gli aderenti all'equilibrio punteggiato. Certo, le iguane potrebbero non vivere abbastanza a lungo da prosperare nel loro nuovo ambiente, se non sono in grado di adattarsi abbastanza rapidamente alle differenze della vita ad Anguilla.
Ma l'ambientazione del nuovo ambiente dell'iguana la dice lunga sull'isolamento evolutivo. Sull'isola, le iguane sono fisicamente isolate e potrebbero evolversi per diventare riproduttivamente isolate dagli altri membri della loro specie. Le isole rappresentano il massimo dell'isolamento. Come tale, la vita sull'isola ha prodotto alcune oscillazioni radicali in fenotipi - caratteristiche esteriori - tra le specie. Sia il gigantismo che il nanismo sono stati scoperti come risultato della speciazione.
Forse nessun esempio recente di sviluppo radicale verso i piccoli è stato documentato come il caso di Homo floresiensis . A Flores, un'isola dell'Indonesia, un piccolo teschio è stato scoperto nel 2005. Era piccolo, grande quanto il cranio di uno scimpanzé, ed è probabilmente ciò che gli scopritori del teschio avrebbero creduto che fosse, se non fosse stato circondato anche da diversi strumenti primitivi. Questi strumenti suggerivano che il teschio appartenesse a un essere umano, o almeno un parente umano. Ma per un teschio così piccolo, sarebbe stato un essere umano molto piccolo. Il test del cranio ha scoperto che la persona a cui apparteneva aveva vissuto 18 anni, 000 anni fa su Flores. Calcolando dalla dimensione del cranio, i ricercatori che l'hanno trovato credevano che la persona fosse alta poco più di 3 piedi. La notizia del ritrovamento ha scosso il mondo scientifico, e ha persino catturato l'immaginazione di parte del pubblico in generale.
Il fatto che il teschio rappresenti o meno un nuovo tipo di essere umano è in discussione. I ricercatori della Penn State University ritengono che il cranio trovato rappresenti un Homo sapiens che soffriva di una malattia dello sviluppo - microcefalia, proprio come il gruppo Amish in Pennsylvania. Ma l'idea che un gruppo di piccoli umani, distinto da Homo sapiens evoluto su un'isola è un esempio di quello che viene chiamato il regola dell'isola -- una generalizzazione sulla speciazione in cui gli animali sulle isole spesso crescono molto più piccoli o più grandi dei loro cugini della terraferma.
I biologi stanno ancora cercando di spiegare perché questo accade. La spiegazione più logica è che le pressioni ambientali su un'isola sono molto diverse da quelle sulla terraferma. Le dimensioni più piccole delle isole offrono meno fonti di cibo. Questo sembrerebbe spiegare il nanismo riscontrato in molte specie. Ma che dire di quelli che crescono in proporzioni gigantesche, come il drago di Komodo? È possibile che queste specie si siano sviluppate per essere più grandi delle loro cugine perché le isole offrono meno predatori e meno competizione per le fonti di cibo disponibili.
La teoria prevalente riguardo alla regola dell'isola è che una varietà di fattori ambientali locali fa sì che gli animali nell'isolamento dell'isola si evolvano per essere grandi o piccoli. È possibile che non ci sia una regola empirica che spieghi tutta l'evoluzione dell'isola su tutta la linea. Forse i nuovi arrivati di Anguilla - le iguane verdi - faranno luce sulla regola dell'isola, così come la speciazione.
Per ulteriori informazioni sull'evoluzione e altri argomenti correlati, visita la pagina successiva.
