Definizione di discendenza comune
La discendenza comune è un termine della biologia evolutiva che si riferisce alla comune ascendenza di un particolare gruppo di organismi. Il processo di discendenza comune comporta la formazione di nuove specie da una popolazione ancestrale. Quando un recente antenato comune è condiviso tra due organismi, si dice che sono strettamente correlati. Al contrario, la discendenza comune può anche essere fatta risalire a un antenato comune universale di tutti gli organismi viventi utilizzando metodi di genetica molecolare. Tale evoluzione da un antenato comune universale si pensa abbia coinvolto diversi eventi di speciazione come risultato della selezione naturale e di altri processi, come la separazione geografica.
Teoria della discendenza comune
La teoria della discendenza comune afferma che tutti gli organismi viventi sono discendenti di un unico antenato. Così, la teoria della discendenza comune aiuta a spiegare perché le specie che vivono in diverse regioni geografiche mostrano tratti diversi, alcuni tratti sono altamente conservati tra le classificazioni animali più ampie (ad esempio, vertebrati o tetrapodi), specie apparentemente diverse (ad esempio, uccelli e rettili) condividono tratti fisici e genetici ereditati, e gli organismi adattati con successo tipicamente producono più prole. Mentre la teoria della discendenza comune deriva principalmente dall’osservazione fisica di vari fenotipi (ad esempio, dimensioni, colore, forma del becco, sviluppo embriologico, ecc.), i moderni progressi nella genetica e nelle tecniche molecolari associate sono stati in grado di dimostrare che il processo con cui il DNA viene tradotto in proteine è mantenuto tra tutte le forme di vita. Piccoli cambiamenti nel DNA tra gli organismi hanno rivelato un’ascendenza condivisa così come la comprensione di importanti cambiamenti che hanno portato a vari eventi di speciazione. Gli alberi filogenetici e i cladogrammi sono spesso usati per ipotizzare l’evoluzione di vari organismi e la discendenza comune condivisa.
Esempi di discendenza comune
Cromosoma 2 umano
Prova convincente dell’ascendenza comune dell’uomo con le grandi scimmie è l’evento di fusione che avvenne quando due cromosomi comuni alle scimmie si fusero per formare il cromosoma 2 nell’uomo (come illustrato sotto). Questo ha portato gli esseri umani ad avere solo 23 coppie di cromosomi, mentre tutti gli altri ominidi hanno 24 coppie. Le grandi scimmie (ad esempio, scimpanzé, gorilla e oranghi) hanno due cromosomi con sequenze di DNA quasi identiche a quelle trovate nel cromosoma 2 degli umani. Un’ulteriore prova di tale evento di fusione è la presenza residua di telomeri e di un centromero, che indicano che l’informazione genetica si trovava storicamente su due cromosomi separati.
Retrovirus endogeni
I retrovirus endogeni sono sequenze residue di DNA trovate nei genomi di quasi tutti gli organismi viventi come risultato di antiche infezioni virali. Poiché le sequenze retrovirali sono incorporate nel DNA dell’organismo ospite, tali sequenze sono ereditate nella prole. Poiché tali infezioni sono eventi casuali, così come la posizione in cui il genoma virale è inserito all’interno del genoma, l’identificazione delle stesse sequenze retrovirali in più specie è indicativa di un’ascendenza condivisa. Tali analisi dei retrovirus endogeni spesso rivelano eventi di speciazione (ad esempio, i retrovirus endogeni felini rivelano la separazione tra le specie di gatti grandi e piccoli) e quanto strettamente correlate possano essere due specie, come osservato nei retrovirus endogeni condivisi tra gli esseri umani e altre specie di primati.
La presenza di atavismi
Gli atavismi sono la comparsa di un tratto perso osservato in una specie ancestrale che non si osserva in antenati più recenti. Gli atavismi sono un esempio di discendenza comune in quanto forniscono la prova delle caratteristiche fenotipiche o vestigiali che sono spesso conservate nel corso dell’evoluzione. Alcuni esempi, includono la comparsa degli arti posteriori nelle balene come prova di un antenato terrestre, i denti esibiti dai polli, le dita aggiuntive osservate nelle specie di cavalli moderni, e le pinne posteriori dei tursiopi. Gli atavismi tendono a sorgere perché i geni ancestrali non vengono eliminati dal genoma, ma piuttosto silenziati e poi riattivati nella prole successiva.
Strutture vestigiali
Simili agli atavismi, le strutture vestigiali sono strutture omologhe a quelle presenti nelle specie ancestrali, ma che sono diventate sottosviluppate, non funzionali o degenerate negli organismi di più recente evoluzione. Tali strutture forniscono la prova di adattamenti a un nuovo ambiente, in cui l’organo o l’arto ancestrale non è più necessario, o è stato modificato per adattarsi meglio a un nuovo scopo. Ci sono molti esempi di strutture vestigiali osservate in natura. Alcuni esempi includono gli arti posteriori e il cinto pelvico osservati nelle balene (come mostrato sotto) e nei serpenti, le ali non funzionali esibite da alcune specie di insetti, le ali non funzionali di specie di uccelli senza volo (ad esempio, gli struzzi), i segmenti addominali dei cirripedi, e le gemme embrionali degli arti esibite da diverse specie prive di arti posteriori (ad es, 
Arti pentadattili
La presenza di arti pentadattili è un esempio di un tratto omologo esibito da tutti i tetrapodi ed è altamente conservato durante l’evoluzione, nonostante alcune modifiche. Tali arti sono stati osservati per la prima volta nell’evoluzione dai pesci agli anfibi e consistono in un singolo osso prossimale, due distali, un carpo, cinque metacarpi e una falange. Anche se la struttura generale degli arti pentadattili è simile, varie modifiche sono state apportate nel corso dell’evoluzione come adattamenti ad ambienti o stili di vita specifici. Alcuni esempi includono le ali pentadattili modificate dei pipistrelli, gli avambracci allungati delle specie di primati, le pinne delle specie di delfini e balene, e le dita modificate dei cavalli per formare uno zoccolo.
Prove fossili
I resti fossili di vari organismi combinati con metodi di datazione moderni forniscono alcune delle prove più convincenti della discendenza comune e della storia evolutiva. La fossilizzazione avviene quando le ossa di un animale in decomposizione diventano porose e i sali minerali della terra circostante si infiltrano nelle ossa, convertendole in pietra. Altri metodi includono la conservazione nel ghiaccio, resti impressi (ad esempio, piante o impronte), resina degli alberi e torba. Poiché i fossili si trovano nella roccia sedimentaria, che è formata da strati di limo e fango, ogni strato corrisponde a un periodo geologico specifico che può essere datato. Così, l’estinzione, l’evoluzione e l’emergere di varie specie possono essere osservati nel corso della storia utilizzando il record fossile. Molte specie estinte sono anche osservate nel record fossile, come i dinosauri.
Biogeografia
La biogeografia presenta prove convincenti della discendenza comune, mostrando la speciazione e nuovi tratti attraverso adattamenti alle pressioni ambientali. Uno degli esempi più famosi è quello della biogeografia insulare e delle osservazioni di Charles Darwin sui becchi dei fringuelli residenti nelle isole Galapagos. In questi fringuelli, i becchi erano stati adattati per la vegetazione specifica trovata sull’isola, con conseguente deviazione dai fringuelli ancestrali trovati sulla terraferma. Gli effetti a lungo termine della separazione geografica si osservano anche con l’evoluzione di nuove specie che non si trovano altrove nel mondo. Un esempio di questo è la presenza di specie marsupiali sul continente australiano, e la comparsa degli orsi polari come risultato dell’isolamento geografico nell’Artico.
Quiz
1. La presenza di una coda durante le prime fasi dello sviluppo embriologico umano è un esempio di:
A. Omologia di sequenza
B. Biogeografia
C. Attivazione del cromosoma 2
D. Struttura vestigiale
2. Recentemente, è stato identificato un tursiope con quattro pinne (due nella parte anteriore e due nella parte posteriore piuttosto che solo due nella parte anteriore). Questo è un esempio di:
A. Evoluzione convergente
B. Arti pentadattili
C. Attivazione del cromosoma 2
D. Un atavismo