Domanda da 1 milione di euro: (HOTTOPIC)

[YOHAN]

è da un pò di tempo che ci penso ma ora decido di spargere la curiosità.
è tutta una questione di evoluzione, che in uno schema regolare funziona con piccoli perfezionamenti che vanno lentamente passati alla prole. ma nel mondo delle formiche tutto è diverso: "come fanno le operaie ad evolversi se non fanno prole". possiamo pensare alle taglia-foglie del sud america, che hanno evoluto grandi mascelle per tagliare foglie più grandi, come le Messor con i semi. ma le formiche operaio non hanno prole, dunque come possono comunicare i perfezionamenti alla futura generazione. 'Come può una Formica rufa evolvere la capacità di spruzzare acido se la regina non è a conoscenza di questa capacità, e di generazione in generazione rendere l'arma più efficace?
Pensate alle Catagliphis, nel deserto le traccie feromonali non sono efficaci infatti loro si orientano col sole, ma come si può evolvere tale capacita se l'unica ingrato di farlo è la regina che non pratica le attività che vengono perfezionate nei millenni.
Se fin qui mi sono spiegato, la teoria più plausibile per me era che le operaie non fecondate che possano covare uova di maschi passano il loro codice genetico e tutta la sapienza sul'evoluzione necessaria per sopravvivere (anche grazie alla selezione naturale [esempio: formica troppo grande viene trovata e mangiata non si riproduce]), e le fornice operaio non ingrato di fare uova a quel punto smette di evolvere le operaie.
questa risposta se possibile avrebbe richiesto tantissimo tempo per portare a dei risultati concreti, ma dato la lunga permanenza di questi imenotteri sulla terra, forse sarebbe possibile.
per maggiori ricerche sarebbero da cercare somiglianze o assenza di cambiamenti morfologici nel tempo rispetto a le specie e cui operaie sono ingrato di covar e uova di maschi.
spero di essermi spiegato
(Copyright G.P.Lebole)

[Lio]

Credo che questo argomento vada nella sezione Offtopic.... comunque ecco la risposta:
https://www.focus.it/ambiente/animali/e ... -guerriere

[YOHAN]

no, questo dice solo come l'equilibrio delle mayor viene stabilito, non spiega come si possono evolvere le mayor se non hanno figli

[Atramandes]

Se si osserva la cosa da un punto di vista macroscopico, una colonia di formiche può essere considerata come un super-organismo, da questa prospettiva un'operaia major può essere considerata come un ''organo specializzato'' della colonia, l'articolo in questione spiega come in realtà sia la colonia stessa a regolare il numero di questi soldati specializzati. E' come un gatto che si affila le unghie all'albero, le unghie devono essere di una certa lunghezza ed abbastanza affilate affinchè possano essere efficienti per la caccia,; Il gatto si affila le unghie spinto da un istinto, evolutosi lentamente nel corso di milioni di anni.

La stessa cosa avviene con le formiche, solamente che ''il gatto'' è la colonia nel suo insieme e le operaie sono le sue ''unghie''. La regina, spingendosi all'estremo con la metafora, rappresenta gli organi riproduttivi del gatto. In altre parole, i soldati si sono evoluti in 150 milioni di anni di selezione naturale, che operando sull'intera colonia ha garantito la sopravvivenza alle regine con la migliore genetica, in grado quindi a sua volta di generare i soldati migliori.

Le caratteristiche morfologiche delle operaie sono sempre definite dal patrimonio genetico della regina da cui sono nate, non tutte le regine della stessa specie infatti generano lo stesso numero di soldati rispetto al numero di operaie, e ci possono essere anche differenze a livello di tassi di sviluppo, di resistenze a malattie, a cambiamenti climatici eccetera. Tutte queste differenze intraspecifiche sono dettate dalla genetica.

Si tratta comunque di un argomento assai complesso, ho cercato di dare un'idea del concetto di base, ma in realtà per approfondirlo meglio servirebbe molto tempo e conoscenze assai più vaste della mia.

[YOHAN]

Se si osserva la cosa da un punto di vista macroscopico, una colonia di formiche può essere considerata come un super-organismo, da questa prospettiva un'operaia major può essere considerata come un ''organo specializzato'' della colonia, l'articolo in questione spiega come in realtà sia la colonia stessa a regolare il numero di questi soldati specializzati. E' come un gatto che si affila le unghie all'albero, le unghie devono essere di una certa lunghezza ed abbastanza affilate affinchè possano essere efficienti per la caccia,; Il gatto si affila le unghie spinto da un istinto, evolutosi lentamente nel corso di milioni di anni.

La stessa cosa avviene con le formiche, solamente che ''il gatto'' è la colonia nel suo insieme e le operaie sono le sue ''unghie''. La regina, spingendosi all'estremo con la metafora, rappresenta gli organi riproduttivi del gatto. In altre parole, i soldati si sono evoluti in 150 milioni di anni di selezione naturale, che operando sull'intera colonia ha garantito la sopravvivenza alle regine con la migliore genetica, in grado quindi a sua volta di generare i soldati migliori.

Le caratteristiche morfologiche delle operaie sono sempre definite dal patrimonio genetico della regina da cui sono nate, non tutte le regine della stessa specie infatti generano lo stesso numero di soldati rispetto al numero di operaie, e ci possono essere anche differenze a livello di tassi di sviluppo, di resistenze a malattie, a cambiamenti climatici eccetera. Tutte queste differenze intraspecifiche sono dettate dalla genetica.

Si tratta comunque di un argomento assai complesso, ho cercato di dare un'idea del concetto di base, ma in realtà per approfondirlo meglio servirebbe molto tempo e conoscenze assai più vaste della mia.

capisco il concetto del superorganissmo, ma la domanda rimane, un gatto può evolvere unghie migliori perché ce una connessione tra le unghie e la formazione di nuova prole. se a un gatto gli si spezzano le unghie, in linea teoretica la nuova generazione sarà dotata di unghie più resistenti, mentre se una Messor non è abbastanza forte per rompere un seme, la nuova generazione non verrà mai a saperlo.
l'unica spiegazione potrebbe essere la selezione artificiale come hai detto, se la messor non riesce a rompere il seme la colonia muore di fame e le messor dalle mandibole più forti sopravvivono, ma questo non spiega come evoluzioni tanto accurate avvengono, ad esempio una C. lateralis si mimetizza bene alle C. scutellaris, ma di sicuro una caratteristica tanto insignificante e di sicuro non causa di morte alle colonie che non si mimetizzano non può causare la selezione naturale, nonostante grazie a qualche motivo a me ignoto, l'evoluzione sia avvenuta.

[SergioC]

Ciao YOHAN, le mutazioni avvengono per caso, non perché una mandibola più affilata è migliore. È poi la selezione naturale che determina l'evoluzione.
Una regina che, per ipotesi, casualmente genera operaie più agili ha più probabilità di vedere i suoi sessuati fondare nuove colonie e affermare la (sempre casuale) mutazione.
Tornando al gatto, non è giusto dire "se evolve unghie più affilate", ma "se per caso nasce con unghie più affilate", è più probabile che la sua progenie sia di maggior successo e, se tale mutazione è ereditaria, determinare nel tempo una evoluzione.

IMHO

[YOHAN]

ma scuro che mutazioni casuali possono portare ad una C. lateralis che riesca mimetizzarsi a una C. scutellaris, la mutazione casuale che porti a questo evento è improbabile ma possibile, però, mimetizzato o non, non porterebbe alla selezione naturale perché le colonie con questa abilita probabilmente non hanno una più grande possibilità di sopravvivere rispetto a le colonie senza, dunque la mutazione non perorata dalla selezione naturale non potrebbe portare ad un cambiamento morfologico così specifico, o sbaglio?

[Atramandes]

Il processo dell'evoluzione attraverso la selezione naturale è sostanzialmente diviso in due parti: la prima è appunto strettamente legata alle mutazioni del genoma, che avvengono in maniera casuale; Ma la seconda parte, ossia la selezione naturale vera è propria non è affatto casuale, è strettamente legata alla capacità di riprodursi di un particolare essere vivente che vive in un particolare ambiente. Non sopravvive il più forte, come si pensa, sopravvive il più adatto e chi si riproduce meglio e più in fretta.

Nel caso delle Camponotus lateralis, una specie timida, poco aggressiva e che vive in colonie poco numerose, una mutazione genetica che le fa assomigliare alle terribili Crematogaster scutellaris è di fatto un enorme vantaggio evolutivo, infatti questa specie si è adattata a vivere insieme alle Crematogaster, confondendosi tra le loro fila, riuscendo a rubare loro il cibo di tanto in tanto. Senza questa mutazione i predatori le distinguerebbero meglio, e non avendo le difese chimiche di una Crematogaster sarebbe maggiormente a rischio di essere predata. In natura è un fenomeno che avviene spesso, si chiama mimetismo batesiano.

[sidaf]

un gatto può evolvere unghie migliori perché ce una connessione tra le unghie e la formazione di nuova prole. se a un gatto gli si spezzano le unghie, in linea teoretica la nuova generazione sarà dotata di unghie più resistenti

Non funziona così l'evoluzione
Credo che sia questo l'equivoco che ti genera dei dubbi in merito all'evoluzione delle formiche

Se un gatto si spezza le unghie, e poi genera della prole, la prole non avrà delle unghie più resistenti, non c'è nessun meccanismo che, in seguito all'evento "unghie spezzate", va a modificare il genoma della prole in modo che le unghie siano più resistenti

Sempre usando come riferimento il gatto dalle unghie fragili:
1) Immagina che ci sia questa popolazione di gatti che ha le unghie fragili, questo è un difetto, generazione dopo generazione i gatti continuano a spezzarsi le unghie e questo gli rende la vita più difficile ma i loro figli restano con le unghie fragili, non cambia niente
2) poi con il tempo, ogni tanto nascono degli individui con delle mutazioni, queste mutazioni sono casuali, non sono causate da nessun evento, spesso sono dannose, nascono gatti ammalati, più deboli, problemi digestivi, ci vedono poco, ecc... questi gatti avranno menò probabilità di riprodursi e di trasmettere le proprie caratteristiche alle generazioni future, magari un gatto orbo è fortunato e fa 10 figli ma in genere, mediamente i gatti con caratteristiche peggiori avranno più difficoltà a trasmettere i propri geni
3) compariranno molte mutazioni ininfluenti, non aiutano e non ostacolano il gatto nella sua vita
4) compariranno delle mutazioni favorevoli, per esempio "unghie più resistenti", tali caratteristiche renderanno più facile la vita al gatto e quindi avrà più probabilità di generare prole rispetto agli altri gatti, quindi tali caratteristiche favorevoli diventeranno sempre più diffuse, generazione dopo generazione. Una nota importante: quel gatto che nasce con le unghie più resistenti non deve per forza aver avuto genitori o nonni che nella loro vita si sono rotte delle unghie, non c'è alcun collegamento, la mutazione è casuale, indipendenti dalla vita dei genitori

quindi anche per le formiche
1) prima avvengono le mutazioni, quindi la regina è già portatrice della mutazione
2) poi la mutazione ha effetto, magari ha effetto sulle operaie non sulla regina (ma i geni mutati sono presenti in tutte le formiche, anche nella regina)
3) le mutazioni favorevoli aumentano le probabilità di sopravvivenza e quindi di riproduzione di tutta la colonia

le mutazioni che avvengono quando nasce una regina riguardano non solo la regina ma anche tutte le altre formiche della colonia

poi magari un giorno si scoprirà che ci sono degli eventi che creano delle specifiche mutazioni, del tipo mi serve una caratteristica e quindi cambio il DNA in modo che tale caratteristica compaia, però da quello che so le cose non funzionano così, le mutazioni sono casuali, capita di tutto, solo in seguito la selezione naturale entra all'opera

[Sara75]

Mi pare che SergioC, Atramandes e sidaf abbiano risposto esaustivamente alla domanda.
La Regina porta la mutazione nei suoi geni>i geni si trasmettono alle sue figlie operaie>i geni mutati producono adattamenti svantaggiosi>la colonia non riesce a produrre sessuati>la colonia si estingue e con essa la mutazione... Oppure:
La Regina porta la mutazione nei suoi geni>i geni si trasmettono alle sue figlie operaie>i geni mutati producono adattamenti vantaggiosi>la colonia produce sessuati che hanno la mutazione della madre>la mutazione vantaggiosa si trasmette alla futura generazione... Eccetera.

[Giacomo Ferraro]

Ciao a tutti,
anche io ho sempre pensato che gli eventi capitati durante la vita di un esemplare non cambiasse i suo patrimonio genetico e che quindi l'evoluzione (semplificando molto) fosse il meraviglioso risultato di mutazione casuale e dal vantaggio/svantaggio riproduttivo che essa porta.
Proprio l'altro giorno però ho sentito parlare di Epigenetica che studierebbe anche l'altro aspetto.
Estratto da wikipedia:

"Osservazioni epigenetiche trans generazionali
Marcus Pembrey e colleghi osservarono nello studio "Overkalis", che i nipoti dei nonni paterni degli uomini svedesi, esposti durante la preadolescenza alla carestia del diciannovesimo secolo, avevano meno probabilità di morire di malattie cardiovascolari; se il cibo era stato abbondante allora la mortalità causata dal diabete nei nipoti aumentava, suggerendo che ciò fosse dovuto ad un'eredità epigenetica trans generazionale[10]. L'effetto opposto si osservò per le femmine: le nipoti dei nonni paterni che subirono la carestia in grembo (e quindi quando le cellule riproduttive erano già formate) avevano vita più corta della media[11]."

Non ho le basi per analizzare gli aspetti più complicati e spero di non aver frainteso il significato.

Ciao

[Sara75]

Ciao a tutti,
anche io ho sempre pensato che gli eventi capitati durante la vita di un esemplare non cambiasse i suo patrimonio genetico e che quindi l'evoluzione (semplificando molto) fosse il meraviglioso risultato di mutazione casuale e dal vantaggio/svantaggio riproduttivo che essa porta.
Proprio l'altro giorno però ho sentito parlare di Epigenetica che studierebbe anche l'altro aspetto.
Estratto da wikipedia:

"Osservazioni epigenetiche trans generazionali
Marcus Pembrey e colleghi osservarono nello studio "Overkalis", che i nipoti dei nonni paterni degli uomini svedesi, esposti durante la preadolescenza alla carestia del diciannovesimo secolo, avevano meno probabilità di morire di malattie cardiovascolari; se il cibo era stato abbondante allora la mortalità causata dal diabete nei nipoti aumentava, suggerendo che ciò fosse dovuto ad un'eredità epigenetica trans generazionale[10]. L'effetto opposto si osservò per le femmine: le nipoti dei nonni paterni che subirono la carestia in grembo (e quindi quando le cellule riproduttive erano già formate) avevano vita più corta della media[11]."

Non ho le basi per analizzare gli aspetti più complicati e spero di non aver frainteso il significato.

Ciao

Sull'epigenetica e sul sulla sua influenza nello sviluppo embrionale ci sono articoli interessanti qui... http://www.lescienze.it/topics/news/epigenetica-854240/

[thepatriot87]

Bisogna distinguere genotipo da fenotipo.
Il genotipo é il pool di geni che un individuo ha a disposizione. Per quel che ne sappiamo i geni mutano casualmente. Il fenotipo é l'insieme di geni che infine viene realmente espresso che é un sottoinsieme del primo ed é influenzato dall'ambiente. Per esempio carenze di cibo attivano deigeni che che producono ormoni che ci fanno diventare piú nervosi. Si é ipotizzato negli esseri umani che alcune qualità del fenotipo(epigenetiche) possano essere trasmesse ma non so se sia stato dimostrato o no. Comunque non so se ció riguarda anche le formiche visto che comunque fino all'accoppiamento sono ben pasciute e non sono gli esseri piú stressati. Da quel momento in poi é un altra cosa. Al massimo possono esprimere il fenotipo della colonia precedente?

[sabby fattyboy]

Recentissimi studi ( QUI, QUI e QUI ) hanno messo in luce l'esistenza di meccanismi in grado di regolare il tasso di mutazioni che si verificano.
Da un punto di vista evoluzionistico ha senso che, in presenza di mutate condizioni ambientali, ci siano dei meccanismi che promuovano l'adattamento alle mutate condizioni tramite, appunto, selezione naturale delle varie mutazioni genetiche.
Questo non intacca minimamente il discorso fatto prima da sidaf sui meccanismi dell'evoluzione, solo che la natura ha molta piu' fantasia di noi ed ha escogitato vari modi di avere un controllo piu' fine tra cui, appunto, la regolazione del rateo di mutazioni genetiche.
Non sono un sostenitore delle teorie Lamarckiane, e devo fare una piccola precisazione il genotipo e' la costituzione genetica nella sua interezza, il fenotipo e' l'espressione finale di un dato genotipo (in tutto o in parte, e' vero che si attivano solo alcuni geni in alcuni momenti); in pratica ciascun individuo (umano a o altro) e' il fenotipo di quel dato genotipo, anzi, forse sarebbe meglio dire che ciascun individuo e' UN fenotipo di un dato genotipo, e a parita' di genotipo ci possono essere diversi fenotipi in base anche alle condizioni ambientali, fattori nutrizionali, etc.

L'individuo trasmette il proprio corredo genetico e non il proprio fenotipo, cioe' non e' che se uno fa palestra gli nascono i figli muscolosi... quindi quanto detto resta vero nelle linee generali, pero' anche qui recentissimi studi (QUI) hanno messo in evidenza l'esistenza di meccansmi di regolazione fine che la natura ha inventato e si sono scoperte alcune modalita' di trasmissione ereditaria epigenetica (almeno per un paio di generazioni). Anche qui, dal punto di vista evoluzionistico, ha senso che ci siano meccanismi che possano agire piu' a breve termine rispetto all'adattamento genetico vero e proprio, che sara' la soluzione finale ma che ha tempi diversi dovuti ai meccanismi ed ai tempi della selezione naturale.

Un comune fenomeno di epigenetica si ha mangiando cavolacee (broccoli, cavolo, etc.) poiche' queste piante contengono una sostanza chimica solforata che inibisce il funzionamento di un enzima che modifica la forma degli istoni (che sono delle specie di "bobine di supporto" su cui si avvolge il DNA) ai quali toglie un pezzo e quindi rendendoli piu' piccoli modifica il modo in cui il DNA gli si avvolge attorno, ed esendo piu' piccolo costringe il DNA ad impaccarsi piu' strettamente e cio' impedisce (silenzia) l'espressione di alcuni geni che influenzano la struttura della cromatina che costituisce, insieme ad altre proteine, i cromosomi (e quindi il DNA nel nucleo) e, semplificando un po', e questo il modo in cui si verifica questo cambiamento epigenetico acquisito mangiando cavolini di bruxelles...

N.B. alla fine mangiare i cavoli fa bene, queste mutazioni inducono dei cambiamenti che aiutano a previene il cancro!