I METODI DI DATAZIONE - METODI BIOLOGICI, I VARI METODI DI DATAZIONE BIOLOGICA

I METODI DI DATAZIONE

Per ricostruire la storia evolutiva sia del mondo biologico che geologico, è necessaria la datazione, che consiste nel determinare l'età di stati rocciosi e fossili per stabilire qual è il più antico e quale il più recente; in tal modo si possono mettere in

successione cronologica i vari fenomeni biologici e geologici. Negli ultimi anni sono stati scoperti dei metodi che permettono anche la datazione delle specie viventi .

Si può risalire all'età di una determinata specie, cioè stabilire da quante migliaia o milioni di anni esiste tale specie oppure si può determinare da quanto tempo due specie attuali diverse si sono differenziate a partire da un progenitore comune.

La datazione può essere relativa e assoluta . Quella relativa determina soltanto, date due rocce o due fossili o due specie viventi, quale è il più recente e quale il più antico.

Quella assoluta invece determina il numero di anni trascorsi dalla loro sa o formazione ed è perciò molto più importante . Quest'ultima si può ottenere con due metodi :

IL METODO DEL DECADIMENTO RADIOATTIVO , che è un metodo fisico e che sarà studiato in scienze della terra;

IL METODO BIOLOGICO ,che si basa sul numero di mutazioni che si sono accumulate in una determinata proteina o in un determinato gene .

METODI BIOLOGICI

Il metodo biologico ci da anche più informazioni su il grado di parentela tra due specie,ovvero sulle loro somiglianze e differenze genetiche . si è scoperto ad esempio che il numero di coppie delle basi azotate del DNA dell'uomo e dello scimpanzè(circa 30miliardi) hanno una somiglianza del 99,2% e basta quindi uno 0,8% di DNA diverso per determinare la grande differenza fra tali due organismi. Sarebbe interessante conoscere quali sono questi pochissimi geni che la determinano.

(Come ad esempio i geni che permettono di produrre suoni articolati e quindi di parlare); Questi metodi molecolari o biochimici si basano tutti sul confronto di molecole dello stesso tipo (proteine omologhe cioè che compiono la stessa funzione ovvero di sintetizzare lo stesso tipo di proteina, o geni omologhi), provenienti da organismi di specie o razze o varietà diverse. E sempre di tali molecole possono essere proteine come il citocromo C (enzima dei mitocondri), l'emoglobina (proteina trasportatrice di O₂ ), l'albumina(proteina del plasma) e l'insulina (ormone del metabolismo degli zuccheri) o frammenti di acidi nucleici, cioè geni .

Per gene si intende un frammento di DNA che in particolari condizioni ordina alla cellula di sintetizzare una determinata proteina con l'intervento di tre tipi di RNA: messaggero, ribosomiale e di trasporto ( mRNA , rRNA , tRNA ) .

Ad ogni proteina corrisponde perciò un gene e viceversa.

Il metodo biologico si basa sul presupposto che in una stessa molecola originaria,col passare del tempo e delle varie generazioni, si vadano accumulando mutazioni causali.

Riconoscibili come variazioni di aminoacidi nelle proteine e di nucleotidi negli acidi

Diverse della stessa specie . Si basa anche sul presupposto che la velocità di sa di tale mutazione sia costante nel tempo. Pertanto tali molecole si possono considerare degli orologi biologici molecolari  , che devono però essere tarati, cioè bisogna calcolare quante mutazioni si accumulano nella molecola in un determinato tempo , ad esempio ogni milione di anni. Ne consegue che più grandi sono le differenze nel numero di aminoacidi fra due proteine omologhe o nel numero di nucleotidi fra due geni omologhi di due organismi diversi , più sono distanti le loro relazioni evolutive . Maggiore è il tempo intercorso dal loro distacco da un antenato comune e minore è il loro grado di parentela. Ad esempio confrontando fra loro , scimpanzè e uomo si trova che numerose sono le differenze fra la prima e le altre due, mentre sono solo minime fra quelle di scimpanzè e uomo . Si può perciò dedurre che il sia distaccato dallo scimpanzè e dall'uomo, a partire da un antenato comune a tutti e tre , molto tempo prima di quanto non sia successo fra scimpanzè e uomo, sempre a partire da un antenato comune fra i due molto più recente.

Riuscendo a studiare la velocità di sa delle mutazioni , si può perciò determinare anche il tempo trascorso e quindi effettuare una datazione assoluta delle molecole e delle specie di organismi.

Gli antenati comuni alle scimmie antropomorfe e all'uomo vivevano in Africa Orientale nella regione dei Grandi Laghi , 5 /6 milioni di anni fa a causa del formarsi della Rift-Valley per cui un pezzo d'Africa tende a staccarsi dal resto del continente, ci fu un cambiamento climatico .

Ad ovest del Rift-Valley l'ambiente di boscaglia mentre ad est, a causa dell'inaridimento del clima si formò un ambiente di savana spenta . Le scimmie antropomorfe rimaste nella boscaglia si evolvettero x dare le scimmie antropomorfiche attuali (scimpanzè, gorilla,gibbone,orango),mentre quelle che si trovarono in savana si adattarono alla postura eretta e all'andatura bipede (vantaggiosa in tale ambiente)e si trasformarono in ominidi.

Quindi un cambiamento geologico ha prodotto un cambiamento climatico che a sua volta ha causato un'evoluzione biologica.

I VARI METODI DI DATAZIONE BIOLOGICA

Esistono vari metodi biologici per determinare il grado di somiglianza fra due proteine o due geni omologhi, cioè fra due molecole che svolgono la stessa funzione in organismi diversi .

Per le proteine :

ANALISI DELLA DIVERSA INTENSITA' DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA INDOTTA DA UN DETERMINATO ANTIGENENE (si tratta di un test immunologico ed è un metodo piuttosto grossolano, ma importante perché è stato il primo ad essere utilizzato) ;

ELETTROFORESI : separazione di proteine diverse o partire da un loro miscuglio , sfruttando la loro diversa capacità di migrare verso gli elettrodi all'interno di un campo elettrico (tale capacità dipende dalle cariche elettriche dei loro aminoacidi, che sommandosi conferiscono ad ogni proteina una determinata carica totale) .

Ricordiamo infatti che un aminoacido può presentare cariche elettriche positive o negative nella parte comune e per alcuni aminoacidi anche nel radicale (tali cariche sono influenzate dal valore di pH dell'ambiente).

3- SEQUENZIAZIONE DEGLI AMINOACIDI: è il metodo più preciso e

moderno ma anche il più complesso e permette di determinare la struttura

primaria della proteina per le molecole del DNA .

4- TECNICA DI IBRIDAZIONE , che è un metodo grossolano(vedi fotocopia).

5- SEQUENZIAZIONE DEI NUCLEOTIDI : è molto preciso e si può usare sia

per il DNA nucleare che per il DNA mitocondriale; è stato anche utilizzato per

il progetto Menoma, che ha permesso di risolvere alla sequenziazione delle

basi azotate di tutti i nostri cromosomi .

TEST IMMUNOLOGICI

Furono i primi ad essere utilizzati e si applicarono per determinare le affinità genetiche tra l'uomo e le scimmie antropomorfe attualmente viventi (gibbone,orango, gorilla, scimpanzè).

Siero umano ke contiene particolari proteine(albumine umane)àviene inoculato in1 animale da esperimentoàil sist immunitario dell'animale produce anticor contro albumine umane ke vengono riconosciute come antigeni.

DNAm:piccole molecole circolari di dna ke si trovano nei mitocondri;è + adatto delDNAn xk:

deriva solo dal gamete materno xkè sia l'embrione ke l'adulto contengono nelle loro cellule sl mitocondri materni

è1orologio+sensibile x misurare l'accumulo delle differenze genetiche fra gli individui di razze o varietà ≠.

Goodman, test sull'intensità di reaz anticorpale verso l'albumina estratta dal sangue delle scimmie antropomorfe e dell'uomo