Tema 32. Selección Natural

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1 Tema 32. Selección Natural
Evolución: descendencia con modificación. Selección Natural: los más aptos para reproducirse aumentan la probabilidad de que sus genes pasen a la siguiente generación (reproducción diferencial). Figure Natural selection produces adaptations, such as those seen in the polar bears that inhabit the extreme Arctic environment. These bears blend into the snowy background, which helps them in hunting seals. The hairs of their fur stay erect even when wet, and thick layers of blubber provide insulation, which protects against subzero temperatures. Their digestive tracts are adapted to a seal-based carnivorous diet. [Digital Vision.] La adaptación: el ajuste de los organismos a su ambiente.

2 32. Selección Natural • Concepto de selección natural. Eficacia biológica (y coeficiente de selección) • Tipos de selección • Modelo general de selección natural • Selección contra los homocigóticos recesivos. Letales recesivos • Selección contra los dominantes • Selección sin dominancia • Selección y mutación • Ventaja de los heterozigóticos o superdom. o heterosis • Selección contra los heterocigóticos • Selección dependiente de la frecuencia • Resumen: efecto de las diversas fuerzas evolutivas sobre las frecuencias alélicas La evolución es un proceso en dos etapas: aparición al azar de la variación (2) selección de las variantes producidas en la primera etapa. El juego entre el azar de la mutaciones y la necesidad de la selección son el motor de la evolución. Modelos sencillos de acción de la selección en un locus dialélico: selección en contra del homocigoto recesivo selección a favor del heterocigoto equilibrio mutación-selección

3 Selección Natural Charles R. Darwin (1809-1882)
Charles Darwin (left) and Alfred Russel Wallace (right) around the time of the Linnean Society announcement of their discovery of natural selection. s 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. 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 Charles R. Darwin ( ) Alfred R. Wallace ( )

4 herencia de la variación selección de las variaciones
Darwinismo: variación herencia de la variación selección de las variaciones Variación + herencia + reproducción diferencial = SELECCIÓN NATURAL Selección natural -> reproducción diferencial Los más aptos para reproducirse aumentan la probabilidad de que sus genes pasen a la siguiente generación. Eficacia biológica: supervivencia y reproducción

5 Los genomas se modifican aleatoriamente y sobre ellos actúa la
Selección Natural

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7 Tema 18: Genética Poblaciones II
Tipos de Selección El proceso de selección: selección fenotípica (causa) selección genotípica (efecto) Acción sobre caracteres cuantitativos: selección direccional selección estabilizadora selección disruptiva Tipos de Selección genotípica (sobre un locus con dos alelos): direccional: la selección favorece el incremento de un alelo tendiendo a eliminar el alelo (o alelos) alternativo equilibradora (balanced): ventaja selectiva del heterocigoto en contra del heterocigoto (incompatible) Tema 18: Genética Poblaciones II

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9 selección natural direccional
bacterias resistentes a antibióticos insectos resistentes a pesticidas Biston betularia negras aumento del cuello de la jirafa velocidad de huida crecimiento de colmillos en tigre d. sable

10 selección natural estabilizadora
número de huevos por nidada peso humanos al nacer

11 selección natural dispersiva
caracteres sexuales competencia de grupos Finch: pinzón (los pinzones de las Galápagos de Darwin).

12 modelo general de selección natural

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16 Δq = 0 si q = 0

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19 geómetra del abedul Biston betularia

20 selección contra recesivos selección contra dominantes

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22 Δp = 0 si p = 0

23 Δq = 0 si q = 0

24 Desaparición por selección de un alelo del locus de la málico-deshidrogenasa (MDH-F) en una población de laboratorio de Drosophila melanogaster. La línea discontinua coloreada muestra la curva teórica del cambio, calculada para unas eficacias biológicas de W-AA=1,0; W-Aa=0,75; y W-aa=0,4.

25 equilibrio selección-mutación
alelos recesivos selección: ∆q ≈ -spq2 mutación: ∆q = p spq2 ≈ p  q =  /s si el gen es letal, s = 1, q =   ^ alelos dominantes selección: ∆p ≈ -spq2 mutación: ∆p = q spq2 ≈ q  p =  /s si el gen es letal, s = 1, p =  ^

26 acondroplasia = 5 X 10-5 w = 0,2; s = 0,8 alelo dominante deletéreo
El enano acondroplásico Don Sebatián de Morra, por el artista Diego Velázquez, en Las Meninas, Velázquez 1656. Acondroplasia: enfermedad caracterizada por extremidades cortas debido a una alteración del tejido cartilaginoso en el estadio fetal.

27 Δq = 0 si sp = tq equilibrio estable

28 equilibrio estable

29 anemia falciforme (Hbs) y malaria (paludismo)
anopheles Ejemplo paradigmático de selección a favor del heterocigoto: la anemia falciforme.

30 África, Europa, Oriente Medio e India
distribución del alelo de la anemia falciforme (HbS) distribución de la malaria falciparum (causada por Plasmodium falciparum) África, Europa, Oriente Medio e India

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32 Δq = 0 si p = q equilibrio inestable

33 equilibrio inestable

34 (11,5:1) (4:1) (1:1) (1:4) (1:11,5)

35 preferencia de apareamiento en Drosophila pseudoobscura (CH y AR)

36 Resumen: efecto de las diversas fuerzas evolutivas sobre las frecuencias alélicas

37 efecto de varias fuerzas evolutivas sobre las frecuencias alélicas
Fuentes de polimorfismo: - Ventaja del heterocigótico - Selección dependiente de la frecuencia - Equilibrio selección-mutación

38 Figure Mutation, migration, genetic drift, and natural selection have different effects on genetic variation within populations and on genetic divergence between populations.

39 mantenimiento de los polimorfismos
neutros transitorios equilibrados ventaja del heterocigótico equilibrio selección – migración selección dependiente de la frecuencia génica densidad de población selección sexual apostática mimética Consecuencias de una selección durante muchos milenios o millones de años: desaparición de los alelos menos ventajosos -> disminución de la variabilidad. ¿Cómo se mantiene la variabilidad?, ¿cómo aumenta la variabilidad? Variabilidad neutra: grupos sanguíneos mutaciones silenciosas secuencias no génicas Variabilidad transitoria: resistencia a antibióticos resistencias a pesticidas Biston betularia cuello jirafa Variabilidad equilibrada: “equilibrio en la selección natural” equilibrio estable: reproducción/viabilidad; migración/selección (Natrix sipedon). equilibrio dinámico: selección dependiente de la frecuencia alélica o “la ventaja de ser raro”; densidad de población; selección sexual. Los caracteres sexuales secundarios no son necesarios para la reproducción pero son útiles para la aceptación sexual de la pareja, permiten más reproducción por lo que habrá más frecuencia, pero a veces causan una disminución de la eficacia biológica al causar problemas para escapar de los depredadores (cuernos demasiado grandes en ciervos, cola del pavo real muy larga) o consumir más energía. Porqué los leones tienen tanta cabellera?, si fuera útil la tendrían también las hembras. Las leonas valoran una densa cabellera, o la cierva valora unos grandes cuernos como señal de buena salud y, por tanto, de buenos genes. Porqué algunos peces pequeños tienen colores brillantes?, serán más visibles para los depredadores, pero tienen mayor éxito reproductivo. Lo mejor para un pez chico es pasar desapercibido?: no. La presencia de colores fuertes y brillantes implica salud e implica buenos genes y mayor éxito reproductivo. Porqué no existe mucho más abundante el mimetismo?, escapan mejor de los depredadores pero tienen más problemas en la búsqueda de la pareja Porqué los machos de todos los mamíferos son más competitivos y agresivos?, para que las hembras se fijen en ellos, valoren su dominancia como existencia de buenos genes y sean seleccionados para transmitir sus genes. Por ello las mujeres los prefieren dominantes, altos, inteligentes. Estos casos demuestran que en la naturaleza es más importante reproducirse que sobrevivir.

40 evolución por encima del nivel de especie
macroevolución evolución por encima del nivel de especie La macroevolución generalmente hace referencia a la evolución por encima del nivel de especie. La macroevolución comprende las transformaciones y las tendencias globales en la evolución, tales como el origen de los mamíferos o la radiación de las plantas con flor. Los patrones macroevolutivos son, por lo general, aquello que vemos cuando miramos la historia de la vida a gran escala. Los mecanismos evolutivos básicos —mutación, migración, deriva genética y selección natural— pueden producir cambios evolutivos importantes si se les da el tiempo suficiente.

41 problemas capítulo 10 selección natural: 10, 13, 14, 18, 27, 29 y 30
equilibrio selección-mutación: 32, 34 y 36 1-2 h de clase: mayo 2010