Capítulo 8 Genética poblacional y selección natural

Preguntas ¿Qué conocen sobre el proceso evolutivo? ¿Cómo opera la selección natural? ¿Cuáles otros procesos producen cambios genéticos en las especies?

Observaciones de Darwin En su finca: –Selección artificialSelección artificial –Hizo una analogía entre selección artificial y selección natural En las islas Galápagos: –Picos de los gorriones

La teoría evolutiva de Darwin Los organismos reproducen 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, en una misma población algunos individuos tienen mas probabilidad de sobrevivir que otros. 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).

La teoría evolutiva de Darwin Una deficiencia de su teoría era que suponía unos mecanismos de la herencia incorrectos, pues la teoría de Mendel se conocería mas tarde.

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 Concepto clave: 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 Clausen, Keck y Hiesey hicieron un experimento de transplantes hace más de 70 años. Una misma especie (Potentilla glandulosa) habitaba desde bajas hasta altas elevaciones exhibiendo diferencias morfológicas (fenotípicas). Transplantaron clones entre 3 elevaciones contrastantesTransplantaron clones entre 3 elevaciones contrastantes Querían determinar si las diferencias morfológicas de las 3 poblaciones estaban determinadas por el ambiente o por su genéticaQuerían 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 en distintas poblaciones de una misma especie que habitan ambientes diferentes. Para entender cómo 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 Herencia por dominancia incompleta Los 3 genotipos se reconocen fenotípicamente.

Frecuencia de alelos Si en una población encontramos: –81% con SS –18% con SA –1% con AA Entonces: –Frecuencia de S (p): ½ (0.18) = 0.90 –Frecuencia de A (q): ½ (0.18) = 0.10 Otro ejemplo

Principio de Hardy-Weinberg En una población cuyos individuos se aparean al azar y no hay fuerzas evolutivas actuando las frecuencias de alelos permanecerán constantes. 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: p 2 +2pq + q 2 = 1.0 } 0.18

Condiciones para equilibrio Hardy- Weinberg Apareamiento debe darse al azar (no selectivo) Ausencia de mutaciones (mutaciones pueden traer alelos nuevos) Tamaño poblacional grande –En poblaciones pequeñas puede ocurrir deriva genética (= cambio aleatorio en frecuencia de genes) No migración de individuos Todos los genotipos con igual adaptabilidad (“fitness”: probabilidad de sobrevivir y reproducirse)

Tipos de selección natural Las variaciones fenotípicas en una población pueden representarse por un histogramahistograma Selección estabilizadora: favorece a la condición promedio y desfavorece a las condiciones de los extremosSelección estabilizadora Selección direccional: favorece mas a UNA condición de los extremosSelección direccional Selección disruptiva: favorece 2 o mas condiciones extremasSelección disruptiva

Heritabilidad de características La selección natural actúa sobre los fenotipos pero se refleja tanto sobre los fenotipos como sobre los genotipos. Si una característica no es heredable, aunque sea seleccionada favorablemente, no ocurrirá evolución. Heritabilidad = 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 drásticamenteen poblaciones pequeñas eventos aleatorios pueden cambiar frecuencia de alelos drásticamente –Abeto de ChihuahuaAbeto de Chihuahua Menor variabilidad genética en poblaciones pequeñas Se puede explicar por efectos de fuegos en esas poblaciones –Maripoza de GlanvilleMaripoza de Glanville Alta probabilidad de endogamia (apareamiento con parientes cercanos) reduce la variabilidad genética

Preguntas de repaso ¿Cuál de las siguientes expresiones NO es una de las premisas de la teoría evolutiva propuesta por Darwin? –Los organismos reproducen organismos de su mismo tipo. –Los individuos de una especie tienen variaciones aleatorias en sus características y algunas son heredadas. –En cada generación se produce mas progenie de la que puede sobrevivir. –Los individuos de las poblaciones tienen la misma probabilidad de sobrevivir.

Preguntas de repaso ¿Cuál de las siguientes expresiones es correcta acerca de los experimentos de transplantes de Clausen, Keck y Hiesey? –Transplantaron dos especies de lugares altos a un lugar bajo –Demostraron que poblaciones de una especie poseen diferencias genéticas peculiares a su ambiente –Las plantas de un ambiente crecieron igual en ambientes distintos de donde fueron conseguidas –Transplantaron 2 especies a 2 lugares distintos de donde las encontraron

Preguntas de repaso Mencione alguna diferencia entre selección natural y selección artificial

Preguntas ¿Cómo definiría “evolución”? ¿Cuáles son los mecanismos de cambio evolutivo?

Predicción

Resultados ¿Se sostiene la hipótesis nula?

Figure 04_07

¿Cuál es la frecuencia de S?

Figure 04_09

% o # de individuos

% de individuos

Figure 04_17

Figure 04_20

yuca lobo, perro y sus razas