La selección natural

Puntos a tratar en el Tema 8: El problema de la adaptación La selección natural: principios La fitness o eficacia biológica y su relación con la adaptación Los órganos de complejidad extrema: el ojo La selección natural es chapucera Selección directa e indirecta Teorema fundamental de la selección natural Los componentes de selección La medida de la selección en la naturaleza El éxito en el apareamiento

El problema del físico es el problema de los orígenes y leyes naturales últimas. El problema del biólogo es el problema de la complejidad Richard Dawkins

el ajuste de los organismos a su ambiente La adaptación: el ajuste de los organismos a su ambiente

Viaje del HMS Beagle (1831-36)

Charles R. Darwin (1809-1882) Albert R. Wallace (1823-1911)

A esta conservación de las variaciones y diferencias individualmente favorables y a la destrucción de las que son perjudiciales, la he llamado selección natural o supervivencia de los más aptos  Charles Darwin   Cap. 4 del Origen de las especies

Principios de la Selección Natural 1. Principio de la variación 2. Principio de la eficacia diferencial 3. Principio de la herencia Variación heredable en eficacia

Variación heredable en eficacia

Variación heredable en eficacia T i e m p o

Variación heredable en eficacia T i e m p o

Geómetra del abedul, Biston betularia Animación Selección Natural

Los órganos de complejidad extrema

Hemoglobina humana

Símil de F. Hoyle Es tan improbable que una proteína como la —hemoglobina se forme por unión al azar de sus aminoácidos constituyentes como que un huracán que arrasará una chatarería produjera de golpe un ...

Boeing 747

El número de la hemoglobina -hemoglobina humana (146 aminoácidos) Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys-Ser-Ala-Val-Thr-Ala-Leu-... 1/20 Probabilidad Val Val-His 1/20 x 1/20 = 1/400 Val-His-Leu 1/20 x 1/20 x 1/20 = 1/8000

El número de la hemoglobina -hemoglobina humana (146 aminoácidos) (1/20)146 = 1 en 10190 Probabilidad Cadena 146 aminoácidos (número de la hemoglobina) 100000000000000000000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000

El número de la hemoglobina ¡¡Imposible!!

Evolución del ojo

Evolución del ojo

Evolución del ojo

Evolución del ojo: Simulación de Nilsson y Pelger (1994) 5 1 176 pasos (1%) 2 192 pasos (1%) 6 3 362 pasos (1%) 7 308 pasos (1%) 4 270 pasos (1%) 8 296 pasos (1%) 225 pasos (1%)

Evolución del ojo: Simulación de Nilsson y Pelger (1994) 5 1 176 pasos (1%) 2 192 pasos (1%) 6 3 362 pasos (1%) 7 308 pasos (1%) 4 270 pasos (1%) 8 296 pasos (1%) 225 pasos (1%)

La selección natural es chapucera

3 4 2 5 1

La selección natural no trabaja como un ingeniero, sino como un chapucero, un chapucero que todavía no sabe que va a producir, pero recupera todo lo que le cae sobre sus manos, los objetos más heterogéneos,... un chapucero que aprovecha todo lo que encuentra a su alrededor para obtener algún objeto que sea útil François Jacob

Selección y adaptación 1. Selección adaptativa 2. Selección indirecta o correlacionada Juguete de la selección Ejemplo 1: Evolución mentón humano Ejemplo 2: Autoestopista génico

Teorema fundamental de la Selección Natural (R. A. Fisher 1930) La tasa de incremento en fitness media de cualquier organismo en cualquier instante (o generación) es igual a su varianza genética en fitness en ese instante (o generación) W = Vara(W) = h2 Var(W) Vara(W) = W Vara(W)  W

Paisaje adaptativo W Frecuencia de A Frecuencia de B

Hay grandeza en esta concepción de la vida, Hay grandeza en esta concepción de la vida,... que mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas Charles Darwin

Le es muy necesario al hombre despertar de su sueño milenario para descubrir su soledad total, su radical foraneidad. El sabe ahora que, como un Zíngaro, está al margen del Universo donde debe vivir. Universo sordo a su música, indiferente a sus esperanzas, a sus sufrimientos y a sus crímenes Jacques Monod

Somos la progenie de la historia, y debemos establecer nuestros propios caminos en el más diverso e interesante de los universos concebibles: un universo indiferente a nuestro sufrimiento y que, por lo tanto, nos ofrece la máxima libertad para prosperar, o para fracasar, de la manera que nosotros mismos elijamos Stephen J. Gould

La medida de la selección natural Parte II: La medida de la selección natural

El proceso de selección Selección fenotípica X

El proceso de selección 0,5 Selección Genotípica 0,5 AA Aa aa

Componentes de selección (Bundgaard & Christiansen 1972) Sel. en fecundidad Ai Gametos Sel. gamética Ai* Aj* x Ak* Al* Parejas Ai Aj Cigotos Sel. sexual Sel. cigótica Ai* Aj* Adultos

Componentes de selección Yi es un componente del carácter fitness W si W / Yi > 0

Detección de la selección en la naturaleza Determinar un episodio o componente de selección Seguir la distribución de unos o varios caracteres sobre los que puede actuar la selección Determinar que el carácter analizado es heredable

Patrón de apareamientos y éxito en el apareamiento Barbadilla, Ruiz, Santos y Fontdevila. 1994. Evolution 48: 767-780 Organismo: Drosophila buzzatii Carácter: Polimorfismo de inversiones Población natural: Rambla de Carboneras (Almería) Muestras: Individuos apareando y no apareando

Población natural de Carboneras

Cladodio de Opuntia ficus-indica en descomposición

Detalle de una pareja in copula sobre el substrato de Opuntia en descomposición

Cromosomas politénicos de Drosophila

Aquello que podemos medir es por definición sin interés, y aquello en lo que estamos interesados es por definición inconmensurable Richard C. Lewontin