Eusocialità e selezione per parentela

Davide Bertè 18 Ottobre 2011

Negli Imenotteri (ad esempio api e formiche) si verifica una condizione peculiare: si ha una netta divisione in caste con operaie sterili e caste riproduttrici (in un alveare è solo l’ape regina che si riproduce). Si parla allora di eusocialità.

Da sinistra, Davide  e Stefano alla grigliata di scienzafacile (anche noi abbiamo comportamenti sociali!)
Da sinistra, Davide e Stefano alla grigliata di scienzafacile.it (anche noi abbiamo comportamenti sociali, seppur diversi da quelli degli imenotteri!)

Gli insetti eusociali, con la loro suddivisione in caste riproduttive, hanno a lungo rappresentato uno dei maggiori enigmi per la teoria dell’evoluzione, tanto che lo stesso Darwin (1859) lo definì come: “una difficoltà specifica, che a tutta prima mi parve insuperabile e addirittura fatale per l’intera teoria”. Darwin si riferiva alle formiche, e due erano i problemi presi in considerazione: la sterilità delle operaie e la loro differenza morfologica rispetto alla regina.

Sorprendentemente “la difficoltà maggiore sta nel fatto che le formiche operaie sono molto diverse quanto a struttura sia dai maschi che dalle femmine fertili (…) oltre che nell’istinto”, mentre la sterilità delle operaie è semplicemente considerata come “una difficoltà preliminare”, sbrigativamente risolta considerando che se “fosse vantaggioso per la comunità avere, ogni anno, un certo numero di individui atti al lavoro ma incapaci di procreare, non vedo perché debba essere tanto difficile per la selezione naturale riuscire nell’intento”. E’ chiaro da queste parole che, quello che fu poi considerato il vero problema dai neodarwinisti, non fu tale per Darwin (Cronin, 1991).

Ma se la trasmissione dei geni alla generazione successiva è una condizione essenziale per il mantenimento della specie, perché così tanti individui dovrebbero rinunciare a riprodursi per dedicarsi unicamente ad allevare le larve prodotte dalla madre? Questo tipo estremo di altruismo trova una solida spiegazione nella teoria della selezione per parentela o kin selection (Fisher, 1930; Haldane, 1932; Hamilton, 1963): aiutando i parenti stretti, con i quali si ha una buona probabilità di condividere gli stessi geni, si favorisce anche la diffusione dei propri geni.

Questo sembra essere particolarmente vero per le caste operaie negli Imenotteri (Hamilton, 1964). In questo ordine infatti la riproduzione è di tipo aplodiploide, ovvero i maschi, che nascono da uova non fecondate, hanno solo una copia del corredo genetico e si dice che sono aploidi (n), mentre le femmine, che nascono in seguito a fecondazione dell’uovo, hanno due copie e si dice che sono diploidi (2n).

corredo genico imenotteri
corredo genico imenotteri

Ne consegue che, mentre i gameti femminili contengono soltanto metà del patrimonio genetico della madre, quelli maschili sono identici tra loro, poiché il padre può fornire una unica copia del suo DNA. Ogni figlia riceverà quindi Leggi tutto “Eusocialità e selezione per parentela”

Storie fossili…

Se le interpretazioni dei fossili come ossa di drago o di ciclope ci fanno sorridere e ci sembrano ingenue, le altre due ci devono invece far riflettere. Non dobbiamo pensare, per il semplice fatto di avere il vantaggio di giudicare con il senno del poi, che chi ha elaborato altre spiegazioni nel passato fosse uno sciocco; semplicemente incasellava le osservazioni che faceva in base alle conoscenze dell’epoca. Le classificazioni sono lo specchio delle nostre concezioni, del nostro pensiero. Il fatto di credere che ci sia stato il diluvio universale porta a interpretare tutti i fossili come risultato di questo evento, il fatto di credere nell’esistenza di anelli intermedi ci porta a prendere per buoni dei falsi. La buona Scienza, però, è quella che si basa sulle osservazioni, mette in discussione le interpretazioni e corregge i propri errori, portando a una migliore comprensione della Natura.

…di Davide Bertè 5 marzo 2011

Se fate una passeggiata sulle Dolomiti o su molte montagne italiane e straniere è possibile che vi imbattiate in Ammoniti fossili.

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Ammonite – collezione didattica unimi –

Oggi queste conchiglie vengono interpretate come resti di organismi vissuti un tempo molto lontano, fossilizzati e giunti fino a noi. Ci sembra ovvio, eppure non è stato sempre così. Un tempo le Ammoniti erano chiamate pietre serpente, pietre di drago, ecc. Pur potendo fare le nostre stesse osservazioni, le conclusioni che hanno tratto i nostri antenati erano molto diverse.

Eccovi alcuni esempi.

I ciclopi. Nell’Odissea Omero racconta come Ulisse riuscì a scappare da Polifemo, un essere gigantesco con un occhio solo, che voleva mangiarsi l’eroe greco. Oggi si ritiene che all’origine del mito potrebbe esserci il ritrovamento fortuito, sulle coste della Sicilia, di un cranio di Elephas falconeri.

Elefanti nani - Immagine di Wikipedia -
Elefanti nani – Immagine di Wikipedia –

Le aperture nasali, che formano un unico foro, sarebbesro state interpretate come un’unica cavità oculare. Oggi sappiamo che si tratta di un elefante nano (~1 m di altezza) discendente dal più grande Elephas antiquus (~3,5 m di altezza) vissuto nel Pleistocene medio. E. falconeri, pur essendo passato dal mondo mitico al mondo storico, è ugualmente famoso come esempio di nanismo insulare. Quando una specie continentale arriva su un’isola Leggi tutto “Storie fossili…”

8 gennaio. Anniversario della nascita di A.R. Wallace

L’8 gennaio 1863, 188 anni fa, nasceva in Galles Alfred Russel Wallace. Ma chi era costui?
Si tratta di uno degli studiosi più importanti (e sottovalutati) di sempre. Basti dire che senza di lui forse non ci sarebbe la teoria dell’evoluzione…

Alfred Russel Wallace
A.R.Wallace – scansione dal libro ‘Darwin 1809-2009’ di Niles Eldredge

Davide Bertè 5 gennaio 2011

L’8 gennaio 1823, 188 anni fa, nasceva in Galles Alfred Russel Wallace. Ma chi era costui?
Si tratta di uno degli studiosi più importanti (e sottovalutati) di sempre. Basti dire che senza di lui forse non ci sarebbe la teoria dell’evoluzione… Ma procediamo con ordine.
Figlio di una famiglia di ceto medio, ottavo di nove figli, non godeva certo dei privilegi di un Charles Darwin (che proveniva da una famiglia benestante). Nel 1847 si imbarcò, insieme all’amico Bates, per l’Amazzonia, dove trascorse circa 14 anni raccogliendo insetti da vendere in Europa a ricchi collezionisti. Qui cominciò a osservare che le specie presentano varietà differenti in varie località… Durante il viaggio di ritorno un incendio alla nave su cui viaggiava causò la perdita di gran parte del materiale raccolto e degli appunti presi.
In seguito Wallace si recò nell’arcipelago malese. Qui si ammalò e rimase bloccato a Ternate. Durante il periodo della malattia cominciò a scrivere un articolo in cui faceva delle riflessioni basate su un saggio di Malthus (Saggio sul principio di popolazione) e sulle sue osservazioni.
Nel 1856 Wallace, che nel 1855 aveva già pubblicato un saggio dal titolo Sulla legge che ha regolato la comparsa di nuove specie, cominciò una corrispondenza con il ben più famoso Charles Darwin in Inghilterra. Darwin all’epoca non aveva ancora pubblicato nulla sulla teoria dell’evoluzione, ma aveva già cominciato, in privato, a lavorarci.
Ricevuto il manoscritto di Wallace, con la richiesta di presentarlo alla Società Linneana, notò con sconcerto che conteneva delle idee molto simili a quelle su cui stava lavorando lui stesso. Gli amici Joseph Hooker e Charles Lyell, che erano al corrente del suo lavoro, gli consigliarono di far uscire, contemporaneamente, una nota congiunta. Leggi tutto “8 gennaio. Anniversario della nascita di A.R. Wallace”

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