Informazioni su questo esperimento
Prima della Rivoluzione industriale, quasi tutte le falene punteggiate in Inghilterra erano chiare e macchiettate, e si nascondevano sulla corteccia ricoperta di licheni. Quando la fuliggine annerì gli alberi, gli uccelli individuarono più facilmente le falene chiare e, nel giro di circa cinquant'anni, la maggior parte delle falene vicino alle città industriali era scura. Dopo le leggi sull'aria pulita degli anni Cinquanta, la tendenza si invertì. Questa simulazione segue l'allele scuro di generazione in generazione, così che gli studenti possano vedere come la selezione naturale modifica una popolazione e verificare come l'intensità della predazione e la frequenza iniziale influenzino la velocità del cambiamento.
Obiettivi di apprendimento
- Spiega la selezione naturale in termini di variazione, pressione selettiva, sopravvivenza ed ereditarietà.
- Descrivi come l’ambiente determina quale variazione costituisce un vantaggio.
- Distingui tra la proporzione di falene scure (fenotipo) e la frequenza dell’allele scuro.
- Spiega perché un allele recessivo raro viene eliminato molto lentamente dalla selezione.
Come si usa
- 1Lascia la corteccia annerita dalla fuliggine e premi «Play». Annota la generazione in cui le falene scure superano il 50%.
- 2Reimposta e porta la predazione aggiuntiva da parte degli uccelli prima al 10% e poi al 40%. Come cambia la velocità?
- 3Avvia la simulazione sulla corteccia annerita dalla fuliggine fino a circa la generazione 50, poi passa alla corteccia pulita e osserva il ritorno delle falene chiare.
- 4Confronta la curva delle falene scure con quella dell’allele scuro. Perché sono diverse?
Il modello
Ipotesi
- Le icone delle falene, il volo degli uccelli e le transizioni tra coorti sono a scopo illustrativo. Le frequenze numeriche derivano dal modello di popolazione; gli individui non cambiano il colore ereditato.
- La popolazione è molto numerosa e si accoppia casualmente, quindi il caso (la deriva genetica) non ha alcun ruolo e il risultato è sempre lo stesso.
- Il colore delle ali è controllato da un gene con due alleli. L’allele scuro C è completamente dominante, come nella forma carbonaria reale.
- La predazione da parte degli uccelli è l’unica differenza in termini di sopravvivenza. Non ci sono migrazioni né nuove mutazioni.
- Una generazione corrisponde a un anno, in linea con il ciclo vitale della falena punteggiata in Gran Bretagna.
Provalo in classe
- Q1Qualche falena ha cambiato colore per adattarsi alla corteccia? Che cosa è cambiato davvero nella popolazione?
- Q2Perché la proporzione di falene scure aumenta più rapidamente della frequenza dell’allele scuro?
- Q3Inizia con il 99% di falene scure su corteccia pulita. Perché le ultime falene scure scompaiono così lentamente?
- Q4Se la corteccia rimanesse coperta di fuliggine per sempre, l’allele chiaro scomparirebbe del tutto in questo modello? Perché sì o perché no?
Domande frequenti
La storia della falena punteggiata è ancora accettata?
Sì. Fu messa in discussione negli anni Novanta, ma un ampio studio sul campo condotto da Michael Majerus e pubblicato nel 2012 ha confermato che gli uccelli mangiano più falene quando queste risaltano sulla corteccia.
Da dove viene, innanzitutto, la forma scura?
Da una mutazione. Nel 2016, alcuni ricercatori ne hanno ricondotto l’origine a un frammento di DNA inserito in un gene chiamato cortex. La mutazione è comparsa all’inizio del XIX secolo, poco prima che nel 1848 venisse registrata a Manchester la prima falena scura.
Perché in questa simulazione non c’è casualità?
Il modello tiene traccia delle frequenze alleliche in una popolazione molto numerosa, in cui gli eventi casuali tendono a compensarsi. In questo modo si isola la selezione e l’effetto di ogni impostazione risulta chiaro. La deriva genetica richiede un modello separato per le popolazioni piccole.