Fitness (genetica)

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La fitness (o idoneità) in biologia definisce il successo riproduttivo di un individuo o di un certo genotipo.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Il sociologo inglese Herbert Spencer coniò l'espressione sopravvivenza del più idoneo (pensata originariamente nella forma, forse più corretta, di sopravvivenza del più adattato) nel suo lavoro Social Statics del 1851 e venne successivamente utilizzata per descrivere il modello di selezione naturale di Charles Darwin.

Il biologo inglese J.B.S. Haldane fu il primo a quantificare la fitness nei termini della sintesi moderna con il suo lavoro Teoria matematica della selezione naturale e artificiale (Mathematical Theory of Natural and Artificial Selection) del 1924.

Il passo successivo fu l'introduzione del concetto di fitness inclusiva da parte del biologo inglese W.D. Hamilton nel 1964 con il suo studio su L'evoluzione del comportamento sociale (The Evolution of Social Behavior).

Definizione[modifica | modifica sorgente]

Il termine deriva dall'aggettivo inglese fit (adatto) e viene tradotto con il termine idoneità, da non confondere con il processo biologico di adattamento. La fitness nei modelli di genetica delle popolazioni viene spesso indicata con il carattere w.

Quando due o più assortimenti di caratteri ereditari conferiscono ai rispettivi organismi un diverso successo riproduttivo, allora si dice che presentano una fitness diversa.

La fitness si misura per mezzo del successo riproduttivo, cioè dal numero medio dei figli in grado, a loro volta, di riprodursi. Il numero di figli, preso singolarmente, non è rilevante in questo contesto. Ad esempio se così non fosse, si dovrebbe infatti concludere che tutte le trote hanno una fitness elevata solo perché fanno molte uova. Poiché nessun individuo è identico a un altro, anche il suo valore di fitness sarà diverso da quello dei propri simili. Detto in altri termini, nell'ambito di una specie ogni individuo è dotato di capacità riproduttive legate al particolare genotipo di cui è portatore. I processi ereditari non sono, quindi, perfetti proprio perché caratteri diversi conferiscono fitness diverse agli organismi.

La fitness darwiniana[modifica | modifica sorgente]

I cambiamenti nelle frequenze alleliche delle popolazioni, provocate da fenomeni di mutazioni, flusso genico e di deriva, non aiutano gli organismi ad adattarsi all'ambiente in cui vivono. La selezione naturale è quel processo che fa sì che le popolazioni si adattino al loro ambiente. Elemento centrale della teoria evoluzionistica di Charles Darwin (1859) la selezione naturale può essere vista come la riproduzione e la sopravvivenza differenziale di varianti geniche alternative.

Per misurare la selezione naturale ci si avvale della fitness darwiniana o fitness relativa in grado di misurare l'efficienza riproduttiva di un genotipo rispetto agli altri. I fattori che influenzano la riproduzione differenziale degli organismi sono tanti, tra cui il tasso di sopravvivenza, la velocità di sviluppo ed il successo nell'accoppiamento: tutti questi fattori sono componenti della fitness darwiniana. Quello che però ci interessa è la fitness totale e non le varie componenti, anche se spesso la fitness viene misurata da queste.

Il concetto di fitness si applica ad una classe di individui con un determinato genotipo che si riferisce alla sopravvivenza e alla riproduzione media di quella classe: la fitness è pertanto una conseguenza della relazione tra il genotipo di un organismo e l'ambiente in cui vive; in questo modo si capisce che lo stesso genotipo avrà fitness diversa in ambienti diversi. Il successo di un organismo dipenderà dall'ambiente; non esistono genotipi dalla fitness superiore agli altri in tutti gli ambienti.

L'ambiente inoltre è dinamico proprio per via dell'attività dell'organismo stesso ed evolve come risultato di questa attività: l'organismo evolve e nel suo processo di evoluzione si viene a trovare in un ambiente che è la conseguenza diretta della sua evoluzione.

L'ambiente è la causa e l'effetto dell'evoluzione degli organismi e gli organismi sono la causa e l'effetto dell'evoluzione dell'ambiente. La fitness darwiniana è nulla se i portatori del genotipo sono sterili o non si riproducono. La fitness di un genotipo è conseguenza degli effetti fenotipici implicati dai geni. Esempio: una leonessa adulta che procura il cibo per la progenie con grande dispendio di energia, avrà meno probabilità di sopravvivenza rispetto ad una leonessa che sfama solo se stessa ma che non assicura la sopravvivenza della sua progenie nel caso in cui quest'ultima non sia in grado di nutrirsi da sola.

Le differenze nella fitness sono maggiormente evidenti laddove i genotipi differiscono tra loro per più loci. Una mirata sostituzione allelica ad un locus, determina così un effetto circoscritto facilmente individuabile.

La fitness (convenzionalmente espressa con W) di un determinato genotipo, è posta in relazione con un altro genotipo, in genere quello con maggior successo riproduttivo, e messa in rapporto in modo che il valore di un parametro considerato sia compreso tra i valori 1 e 0. La riduzione di fitness è indicata da (W= 1-S) in cui S è il coefficiente di selezione (S=1-W).

Si possono distinguere tre tipi di selezione:

  • selezione stabilizzante
  • selezione direzionale
  • selezione disruptiva.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Aldo Zullini, Antonella Sparvoli, Francesca Sparvoli. Moduli di Biologia, vol.B

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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