Si può misurare il successo riproduttivo?

Nell’immaginario comune, matematica e teoria dell’evoluzione sono argomenti che hanno pochi punti d’incontro. Eppure, l’approccio matematico allo studio dei processi evolutivi ha quasi 100 anni. Gli strumenti matematici possono trovare molteplici applicazioni nelle scienze della vita e in particolare nella biologia evoluzionistica, e sono oggi indispensabili per descrivere e prevedere numerose dinamiche biologiche ed evolutive. Equazioni differenziali di vario ordine possono essere utili per descrivere dinamiche di popolazione, o di diffusione di un gene o un carattere all’interno di una popolazione. Negli ultimi anni la teoria chiamata dei grafi sta diventando un importante strumento per descrivere molte dinamiche biologiche. Un concetto fondamentale nei processi evolutivi è la fitness. Misurare la fitness è relativamente semplice: basta il numero di discendenti di uno o più individui. Una volta misurata la fitness di vari individui, si possono impostare calcoli, stime e predizioni. Per esempio, si può dimostrare che la frequenza di un carattere (trasmissibile) è destinata a crescere nella popolazione, se la fitness media di individui accomunati da quel carattere è maggiore della fitness media della popolazione. Oppure, si può stimare se la fitness di un carattere dipenda dalla propria frequenza o dalla frequenza delle varianti di uno stesso carattere, e in quei casi costruire equazioni differenziali in grado di predire il comportamento della frequenza di ciascun carattere all’interno della popolazione. In questo video, insieme alle illustrazioni di Jacopo Sacquegno ho provato a spiegare e rendere visualizzabile questo concetto, a volte poco intuitivo, ma che risulta fondamentale per comprendere gli aspetti evolutivi e per rimarcare che, come nella maggior parte delle scienze, anche nei processi evolutivi la formalizzazione matematica è una componente fondamentale. .

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