Decodifica del Teorema Fondamentale della Selezione Naturale di Fisher

Comprendere il teorema fondamentale di Fisher sulla selezione naturale

Il teorema fondamentale di Fisher sulla selezione naturale è un concetto fondamentale nella biologia evolutiva, spesso paragonato alla legge di gravità in fisica per la sua importanza fondamentale. Introdotto da Ronald A. Fisher nel 1930, il teorema collega il cambiamento nella fitness media della popolazione alla varianza genetica nella fitness all'interno della popolazione. Analizziamo la formula, i suoi componenti e il suo significato nel mondo reale.

La formula e i suoi componenti

La formula afferma essenzialmente che il tasso di aumento della fitness media di una popolazione è uguale alla varianza genetica additiva nella fitness:

Questo può essere suddiviso in due componenti principali:

• varianceFitness: Questa è la varianza genetica additiva nella fitness nella popolazione. Misura quanto i valori di fitness variano a causa delle differenze genetiche. In genere, questo viene misurato in unità di fitness arbitrarie che quantificano le variazioni genetiche.
• meanFitness: Questa è la fitness media della popolazione, calcolata prendendo la somma di tutti i valori di fitness e dividendola per il numero di individui. Questo viene misurato anche in unità di fitness.

Dividendo la varianza genetica additiva nella fitness per la fitness media, il teorema fornisce un tasso di aumento della fitness, che ci aiuta a capire come la selezione naturale apporti cambiamenti evolutivi.

Chiarimento di input e output

Gli input e gli output di questa formula possono essere un po' astratti, quindi rendiamoli più tangibili:

• varianceFitness

• Tipo: Numerico (misurato in unità di fitness arbitrarie)

• Valore di esempio: 25,0 (valori più alti indicano una maggiore diversità genetica nella fitness)

• meanFitness

• Tipo: Numerico (misurato in unità di fitness arbitrarie)

• Valore di esempio: 100,0 (la fitness media del

  popolazione

• Tasso di incremento della fitness media (numerico, stesse unità degli input) risulta dalla divisione. Ad esempio, se varianceFitness è 25,0 e meanFitness è 100,0, il tasso di incremento della fitness media sarà 0,25.

Esempio reale

Considera una popolazione di coleotteri in cui la fitness degli individui (misurata dal loro successo riproduttivo) varia a causa di differenze genetiche. Supponiamo di avere i seguenti dati:

• varianceFitness: 30,0 unità di fitness

• meanFitness: 120,0 unità di fitness

Utilizzando il teorema fondamentale di Fisher, calcoliamo:

Pertanto, il tasso di aumento della fitness media di questa popolazione di coleotteri dovuto alla selezione naturale è di 0,25 unità di fitness. Ciò significa che ci si aspetta che l'idoneità media della popolazione aumenti, riflettendo l'adattamento evolutivo.

Esempio di tabella dati

Domande frequenti sul teorema fondamentale di Fisher sulla selezione naturale

Che cos'è il significato del teorema?

Il teorema evidenzia il potere della selezione naturale nel guidare i cambiamenti evolutivi in una popolazione mostrando come la varianza genetica contribuisca all'aumento della fitness media.

Come si misura la fitness?

La fitness è in genere misurata in termini di successo riproduttivo o numero di prole che un individuo può produrre. È un valore astratto ma può essere quantificato in unità arbitrarie appropriate per lo studio.

Il teorema è sempre accurato?

Sebbene fornisca un quadro solido, le popolazioni del mondo reale spesso sperimentano fattori come deriva genetica, mutazioni e cambiamenti ambientali che possono influenzare la fitness e deviare dallo scenario ideale descritto dal teorema.

Riepilogo

Il teorema fondamentale della selezione naturale di Fisher è un principio fondamentale nella biologia evolutiva, che quantifica come la variazione genetica guida il cambiamento adattivo nelle popolazioni. Grazie alla comprensione e all'applicazione di questo teorema, i biologi possono prevedere e studiare le dinamiche evolutive di varie specie.