5 Come nasce la variabilità in una specie

Darwin aveva notato che la selezione naturale agisce perché, all’interno di una specie, gli organismi presentano delle variazioni, dei caratteri diversi, ma non era riuscito a spiegare come nascono tali variazioni. Solo con la scoperta dei cromosomi e dei geni si chiarirono questi punti oscuri.


Come si originano le variazioni di un carattere all’interno di una specie?
Analizza il caso del mimolo delle miniere di rame. Il mimolo è una pianta erbacea che vive in ambienti umidi, originaria dell’America settentrionale. Sino al 1950 esisteva solo la specie Mimulus guttatus, il mimolo a gocce, chiamata così per le minuscole macchie rosse che presenta sui petali gialli. In quegli anni, sul suolo di una miniera di rame abbandonata della California si svilupparono alcuni esemplari di mimolo a gocce dotati di una nuova caratteristica: la resistenza al rame. Il suolo delle miniere, proprio a causa della presenza massiccia dei minerali, è di solito poco adatto alla crescita delle piante, fatta eccezione per quelle resistenti. Nel 1980 uno studioso di botanica, il professor Mark Macnair, osservò per la prima volta sul terreno della stessa miniera una nuova specie di mimolo con caratteristiche diverse dalla specie “a gocce”, e la chiamò Mimulus cupriphilus, mimolo del rame. La nuova specie presentava fiori più piccoli, ramificati e privi di macchie rosse; era resistente al rame e possedeva un diverso ciclo vitale poiché i suoi fiori, che erano in grado di autoimpollinarsi, fiorivano un mese prima dei fiori della vecchia specie. Il mimolo del rame e il mimolo a gocce erano dunque isolati dal punto di vista riproduttivo. Osserva le differenze tra i caratteri delle due specie.
Caratteri del mimolo a gocce:
• fiori gialli con macchie rosse;
• fiorisce in maggio;
• si fa impollinare dai bombi e dai calabroni;
• solo alcuni individui sono resistenti al rame.

Caratteri del mimolo del rame:
• fiori gialli e piccoli;
• fiorisce in aprile;
• si autoimpollina;
• tutti gli individui sono resistenti al rame.

Analizzando i cromosomi delle due specie, si scoprì che era avvenuta una mutazione casuale di un gene del mimolo a gocce. Tale mutazione aveva prodotto il gene responsabile della resistenza al rame (26). Nel giro di alcune generazioni l’ambiente della miniera selezionò i mimoli portatori della mutazione vantaggiosa a discapito di quelli che non la possedevano. Così si formò la nuova specie. L’origine delle variazioni di un carattere negli individui di una certa specie è dunque rappresentata dalle mutazioni nel patrimonio genetico. Le mutazioni avvengono in modo improvviso e casuale e possono essere ereditate, cioè trasmesse da una generazione all’altra. Ogni mutazione dà origine quindi a un nuovo carattere, sul quale poi agisce la selezione naturale. Se non si verificassero mutazioni nelle informazioni genetiche degli organismi, non ci sarebbe evoluzione.