Che cos'è lo sweep selettivo?

La spazzata selettiva, o autostop genetico, è un termine genetico ed evolutivo che spiega come gli alleli per adattamenti favorevoli e i loro alleli associati vicino a loro sui cromosomi, diventano più frequentemente visti in una popolazione a causa della selezione naturale.

Cosa sono gli alleli forti

La selezione naturale lavora per scegliere gli alleli più favorevoli per un ambiente al fine di mantenere una specie tramandando quei tratti generazione dopo generazione. Più l'allele è favorevole all'ambiente, più è probabile che gli individui che possiedono quell'allele vivranno abbastanza a lungo da riprodurre e trasmettere quel tratto desiderabile alla loro prole. Alla fine, i tratti indesiderati saranno allevati dalla popolazione e solo gli alleli forti rimarranno per continuare.

Come accade uno sweep selettivo

La selezione di questi tratti preferiti può essere molto forte. Dopo una selezione particolarmente forte per un tratto che è il più desiderabile, accadrà una spazzata selettiva. Non solo i geni che codificano per l'adattamento favorevole aumenteranno di frequenza e saranno visti più spesso nella popolazione, ma saranno anche selezionati altri tratti che sono controllati da alleli vicini a quegli alleli favorevoli, siano essi buoni o cattivi adattamenti.

Chiamati anche "autostop genetici", questi alleli extra arrivano per il giro di selezione. Questo fenomeno può essere il motivo per cui alcuni tratti apparentemente indesiderabili vengono tramandati, anche se non rende la popolazione "più adatta". Uno dei principali malintesi su come funziona la selezione naturale è l'idea che se si selezionano solo i tratti desiderabili, tutti gli altri aspetti negativi, come le malattie genetiche, dovrebbero essere eliminati dalla popolazione. Tuttavia, queste caratteristiche non così favorevoli sembrano persistere. Parte di questo potrebbe essere spiegato dall'idea di spazzamento selettivo e autostop genetico.

Esempi di spazzamento selettivo negli esseri umani

Conosci qualcuno intollerante al lattosio? Le persone che soffrono di intolleranza al lattosio non sono in grado di digerire completamente il latte o i prodotti lattiero-caseari come formaggio e gelato. Il lattosio è un tipo di zucchero presente nel latte che richiede l'enzima lattasi per essere scomposto e digerito. I neonati umani sono nati con lattasi e possono digerire il lattosio. Tuttavia, quando raggiungono l'età adulta, una grande percentuale della popolazione umana perde la capacità di produrre lattasi e quindi non può più gestire il consumo di bevande o il consumo di prodotti lattiero-caseari.

Guardando indietro ai nostri antenati 

Circa 10.000 anni fa, i nostri antenati umani impararono l'arte dell'agricoltura e successivamente iniziarono ad addomesticare gli animali. L'addomesticamento delle mucche in Europa ha permesso a queste persone di utilizzare il latte di vacca per l'alimentazione. Nel tempo, quegli individui che avevano l'allele per produrre la lattasi possedevano il tratto favorevole rispetto a quelli che non potevano digerire il latte di vacca.

Si è verificata una spazzata selettiva per gli europei e la capacità di ottenere l'alimentazione dal latte e dai prodotti lattiero-caseari è stata selezionata in modo molto positivo. Pertanto, la maggior parte degli europei possedeva la capacità di produrre lattasi. Altri geni hanno fatto l'autostop insieme a questa selezione. In effetti, i ricercatori stimano che circa un milione di paia di basi di DNA autostop insieme alla sequenza codificata per l'enzima lattasi.

Un altro esempio è il colore della pelle 

Un altro esempio di spazzamento selettivo nell'uomo è il colore della pelle. Mentre gli antenati umani si trasferivano dall'Africa, dove la pelle scura è una protezione necessaria contro i raggi ultravioletti diretti del sole, una luce solare meno diretta significava che i pigmenti scuri non erano più necessari per la sopravvivenza. Gruppi di questi primi umani si trasferirono a nord in Europa e in Asia e gradualmente persero la pigmentazione scura a favore di una colorazione più chiara per la pelle.

Non solo è stata favorita e selezionata questa mancanza di pigmentazione scura, alleli vicini che controllavano il tasso di metabolismo facendo l'autostop. I tassi metabolici sono stati studiati per diverse culture in tutto il mondo e si è scoperto che sono strettamente correlati al tipo di clima in cui vive l'individuo, proprio come i geni coloranti della pelle. Si propone che il gene della pigmentazione della pelle e il gene del tasso metabolico fossero coinvolti nella stessa spazzata selettiva nei primi antenati umani.