Genética de poblaciones y selección natural

Observaciones de Darwin En su finca: Selección artificial En las islas Galápagos: Picos de los gorriones

La teoría evolutiva de Darwin Los organismos producen organismos de su mismo tipo (especie). Los individuos de una especie tienen variaciones aleatorias en sus características (algunas son heredadas). En cada generación se produce mas progenie de la que puede sobrevivir. Debido a sus características físicas o su comportamiento, algunos individuos tienen mas probabilidad de sobrevivir que otros en la misma población. Por lo tanto, las poblaciones van a cambiar debido a la sobrevivencia y reproducción de aquellas variantes mejor adaptadas a las condiciones de su hábitat (selección natural).

Genética mendeliana Las características de los individuos pasan de los padres a la progenie en paquetes discretos (hoy les llamamos genes) Los genes existen en formas alternas (hoy les llamamos alelos)

Teoría evolutiva neoDarwiniana Teoría original de Darwin + conceptos genéticos modernos

Variaciones dentro de las poblaciones La selección natural actúa sobre las variaciones fenotípicas dentro de las poblaciones Las variaciones fenotípicas en los individuos de una población resultan de la combinación de los efectos de los genes y el ambiente.

Variaciones fenotípicas y genéticas en plantas Resultados de un experimento de transplantes hace mas de 70 años Una misma especie (Potentilla glandulosa) habitaba desde bajas hasta altas elevaciones exhibiendo diferencias morfológicas Transplantaron clones entre 3 elevaciones contrastantes Querían determinar si las diferencias morfológicas de las 3 poblaciones estaban determinadas por el ambiente o por su genética

Variaciones en varios grupos Estudios como el anterior tanto en plantas como animales han demostrado la existencia de variabilidad genética entre distintas poblaciones. Para entender como evolucionan los organismos conviene entender su genética poblacional.

Modelo Hardy-Weinberg Este modelo ayuda a identificar las fuerzas evolutivas que cambian las frecuencias de genes en las poblaciones. Cómo calcular las frecuencias de genes

Dos alelos S y A Dominancia incompleta Los 3 genotipos se reconocen fenotípicamente.

Frecuencia de alelos Si en una población encontramos: Frecuencia de S: 81% con SS 18% con SA 1% con AA Frecuencia de S: 0.81 + ½ (0.18) = 0.90 Frecuencia de A: 0.01 + ½ (0.18) = 0.10

Principio de Hardy-Weinberg En una población cuyos individuos se aparean al azar y no hay fuerzas evolutivas actuando las frecuencias de alelos permanecerá constante. Esperma S x huevo S = 0.9 x 0.9 = 0.81 Esperma S x huevo A = 0.9 x 0.1 = 0.09 Esperma A x huevo S = 0.1 x 0.9 = 0.09 Esperma A x huevo A = 0.1 x 0.1 = 0.01 En términos mas generales: p2 +2pq + q2 = 1.0

Condiciones para equilibrio Hardy-Weinberg Apareamiento al azar Ausencia de mutaciones Tamaño poblacional grande En poblaciones pequeñas puede ocurrir deriva genética (cambio aleatorio en frecuencia de genes) No migración Todos los genotipos con igual adaptabilidad (“fitness”; probabilidad de sobrevivir y reproducirse)

Tipos de selección natural Selección estabilizadora: favorece a la condición promedio y desfavorece a las condiciones de los extremos Selección direccional: favorece mas a UNA condición de los extremos Selección disruptiva: favorece 2 o mas condiciones extremas Si se observa que no hay cambio en la frecuencia de alelos en una población a lo largo de varias generaciones, ¿significa eso que no ha habido selección natural?

Heredabilidad de características La selección natural actúa sobre los fenotipos pero se refleja sobre los fenotipos y genotipos. Si una característica no es heredable aunque sea seleccionada favorablemente no ocurrirá evolución. Heredabilidad = la proporción de la variabilidad fenotípica total atribuible a la variabilidad genética.

Cambios por azar Deriva genética – en poblaciones pequeñas eventos aleatorios pueden cambiar frecuencia de alelos drásticamente Abeto de Chihuahua Menor variabilidad genética en poblaciones pequeñas Mariposa de Glanville Alta probabilidad de endogamia (apareamiento con parientes cercanos) reduce la variabilidad genética

Predicción

Resultados ¿Se sostiene la hipótesis nula?

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