Un rettile del Permiano

(Crediti: wikipedia.org).

La Seymouria è un genere di tetrapodi simili a dei rettili vissuti all’inizio del Permiano. Il loro nome deriva dal luogo in cui sono stati rinvenuti i resti, nella città di Seymour, nella contea di Baylor inTexas.

La conquista dell’ambiente da parte dei vertebrati ha rappresentato un evento cruciale nella storia dell’evoluzione. Siamo in grado di ricostruire con sufficiente esattezza le mutazioni morfogenetiche delle appendici dei primi anfibi grazie alle testimonianze fossili. I tetrapodi furono il primo gruppo di vertebrati in grado di uscire dall’acqua e di camminare sulla terraferma. Fino ad oggi le cause di questo cambiamento nel fenotipo restavano oscure: cosa ha causato la mutazione delle pinne in arti? Se ciò non fosse accaduto, difficilmente i vertebrati avrebbero colonizzato l’ambiente circostante.

Le variazioni fenotipiche – causate dall’interazione tra le variazioni genetiche ereditarie e l’ambiente – sono un prerequisito di base per l’evoluzione e la selezione naturale. Nelle specie viventi il cambiamento fenotipico non avviene sempre in modo uniforme: spesso alcuni tratti individuali o alcune parti del corpo rappresentano il cambiamento (evolutivo) a livello dell’intera specie. L’evoluzione può produrre cambiamenti a livello di singoli individui, di popolazioni o di strutture (che a posteriori vediamo essere omologhe). Per quanto il concetto di specie sia controverso, secondo la teoria che stiamo esaminando una specie è una sorta di mosaico di differenti molecole e strutture che si sono trasformate ed evolute con “tassi” diversi.  Alcune molecole o strutture, ad esempio, si sono conservate nel corso dell’evoluzione, mentre altre si sono modificate più velocemente dando luogo a nuove strutture. Consideriamo un uccello (a questo livello di analisi optare per un tipo piuttosto che per un altro è indifferente). Il suo piano strutturale di base lo rende facilmente distinguibile dalle altre specie; è dotato di strutture altamente conservate quali piume, becco. Ciò nonostante, particolari parti del corpo di un uccello possono essere meno conservative e presentare ritmi di cambiamento più veloci. Le ali (come gli arti) si sono modificate per consentire lo svolgimento di alcune funzioni: volare, nuotare, etc.. Le ali e gli arti sono parti strutturali.

Ciascuna struttura o gruppo strutturale si evolve con grande rapidità mentre tutto il resto è soggetto a cambiamenti molto più lenti o a stasi. Adottando questo modello esplicativo, dobbiamo accettare che le parti del corpo non siano soggette a continui ed armoniosi cambiamenti nel corso della storia evolutiva della specie, ma che l’organismo si costruisca come un “mosaico”? I  tratti individuali sono una rappresentazione adeguata del mutamento al livello della specie? Come evolvono le parti strutturali all’interno dell’architettura del vivente? Ne ho parlato in diverse occasioni, tra cui:

Complessità ed evoluzione: ecco come si è arrivati alle zampe dei vertebrati,

Il gioco delle parti: confermata in molte specie l’evoluzione a mosaico,

L’evoluzione nell’era dell’ingegneria genetica: intervista a Telmo Pievani.

In calce agli articoli trovate i paper di riferimento. (Photocredit: Museum of Natural History Washington, D.C. USA).

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