La genetica delle popolazioni darwiniana, o semplicemente genetica delle popolazioni, è una caratteristica centrale, se non la caratteristica centrale, della moderna sintesi evolutiva, o neodarwinismo. La moderna sintesi evolutiva è una combinazione della teoria di Darwin dell’evoluzione delle specie per selezione naturale, della teoria della genetica di Mendel come base per l’ereditarietà biologica e della genetica matematica delle popolazioni. Messo insieme da dozzine di scienziati negli anni ‘1930 e ‘1940, la genetica delle popolazioni darwiniana è il nostro miglior modello del processo che ha creato in modo incrementale tutta la vita sulla Terra, l’evoluzione e la selezione naturale.
La genetica delle popolazioni è lo studio della distribuzione genetica e del cambiamento della frequenza allelica all’interno di una data specie, in pratica quali geni sono più o meno importanti all’interno di quella specie. Questa distribuzione e il modo in cui cambia possono essere compresi in modo completo attraverso cinque forze: selezione naturale, deriva genetica, mutazione, migrazione e accoppiamento non casuale. La genetica matematica delle popolazioni è un formalismo che ci consente di prevedere con precisione le frequenze alleliche future se sono disponibili informazioni complete su queste cinque forze. Ovviamente non lo è mai, anche se le approssimazioni possono essere estremamente utili. La genetica delle popolazioni è tra i modelli più verificati nella scienza.
La genetica delle popolazioni può spiegare il processo mediante il quale nuovi adattamenti emergono e si fissano in una specie, come avviene la speciazione, perché alcuni tratti adattativi evolvono più facilmente di altri, l’evoluzione dell’evolversibilità e molte altre questioni di interesse scientifico. Poiché l’evoluzione si svolge principalmente nell’arco di milioni di anni (vale a dire, tempi evolutivi), la sperimentazione diretta può essere difficile. Tuttavia, i principi della genetica delle popolazioni sono stati testati e verificati con specie i cui tempi di replicazione sono molto brevi, come i batteri, che possono riprodursi in mezz’ora dato spazio e nutrienti adeguati.
Le cinque forze evolutive quantificate e studiate dalla genetica delle popolazioni sono intuitivamente facili da capire. La selezione naturale si verifica quando un organismo viene ucciso dal suo ambiente, da specie rivali o da membri della stessa specie, per qualsiasi motivo. Se la morte avviene prima della riproduzione, si dice che l’organismo non ha successo evolutivo. Qualunque tratto sia associato alla morte prematura verrà infine selezionato dal pool genetico. La selezione naturale è forse la più potente delle forze evolutive e la più ampiamente compresa.
La deriva genetica si verifica casualmente nella prole. Quando un certo tratto non influisce sulla capacità di un organismo di sopravvivere o riprodursi in un modo o nell’altro, può evolversi e fissarsi puramente come conseguenza della lotteria genetica. Le mutazioni sono anche un effetto collaterale degli errori di copiatura del DNA e raramente diventano visibili o significative, sebbene occasionalmente possano risultare in un tratto vantaggioso di sopravvivenza.
La migrazione si verifica quando i membri di una specie si spostano da un luogo all’altro, interrompendo i legami riproduttivi con altri membri della specie. Quando una parte di una specie viene isolata dal punto di vista riproduttivo da un’altra parte da una barriera geografica, i due gruppi alla fine si specializzano in diverse varianti. Questo è stato notoriamente osservato sulle isole Galapagos da Charles Darwin. L’accoppiamento non casuale è un’altra forza molto potente nella genetica delle popolazioni. I membri più attraenti di una specie generalmente acquisiscono più compagni per periodi più lunghi e di conseguenza sperimentano un maggiore successo riproduttivo.
La genetica delle popolazioni è un campo enorme che è stato studiato da molti milioni di scienziati, non solo biologi, e continuerà ad essere studiato da milioni di persone a venire. Sfortunatamente, viene insegnato solo al livello più elementare nei sistemi scolastici pubblici.