Quando pensiamo all’evoluzione, di solito pensiamo alla selezione naturale, la sopravvivenza del più adatto. Ma non finisce lì. Forze primordiali stanno in agguato sullo sfondo. E quando sparisce la selezione, sono finalmente libere.

Ok, magari è un po’ esagerato.

Ma seriamente, il caso è davvero una forza nascosta che spinge l’evoluzione. Mentre la selezione indica una tendenza (chi ha più probabilità di sopravvivere), è il caso a decidere davvero chi vive e chi muore. Un insetto incredibilmente adattato, con geni perfetti potrebbe sempre spiaccicarsi su un parabrezza prima di poter passare i suoi geni perfetti alla prossima generazione.

Questa casualità ha un effetto, chiamato deriva genetica, sulla distribuzione generale dei geni nella popolazione. Mentre la forza della selezione spinge perché una specie in particolare sopravviva, la deriva genetica spinge perché la popolazione diventi perfettamente omogenea, non importa quanto sia adattata.

La deriva genetica è tanto più forte quanto più piccola è la popolazione. Prendiamo due batteri diversi, basta che uno dei due muoia perché il suo tipo vada estinto. Se invece ne abbiamo 1000 di ogni tipo, l’effetto di ogni singola nascita e morte è molto minore. Perciò, se la popolazione cresce, la deriva dovrebbe indebolirsi. Ma abbastanza da fermarsi? Ho lavorato su questo problema con dei biologi, che hanno cresciuto veri batteri in laboratorio, mentre il nostro team di teorici formulava un modello teorico per descrivere la situazione. Volevamo vedere se la crescita sarebbe stata forte abbastanza da fermare la deriva genetica.

 

Quello che abbiamo trovato è che, mano a mano che la popolazione cresceva, la deriva genetica si indebolisce davvero. La sua azione rallenta sempre più, finché non si ferma del tutto: la distribuzione dei geni immobilizzata. In un certo senso la crescita congela la deriva genetica.

Questa è una versione semplificata di una questione più grande: dalla crescita di alcune alghe, ai primi batteri che colonizzano un neonato, gli esempi di poche cellule che crescono tantissimo con pochissima selezione abbondano. La nostra ricerca ha indicato che, crescendo, queste comunità possono mantenere la diversità genetica che permetterà loro di affrontare molte e diverse situazioni future.

Per saperne di più
  • It turns out bacterial reproduction looks a lot like drawing marbles from an urn. So an old model for that was our starting point.
  • This work was actually published. You can check out what the paper looks like here.
  • This post is but the first installment of a whole series on what biophysicists (or, in this case, I) do. You can find all of it here.

 

Cover photo: CC0 Myriam-Fotos/pixabay

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