Tema 31. Mutación y Migración

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1 Tema 31. Mutación y Migración
En Genética de Poblaciones vamos a ver cómo surgen los cambios genéticos en las poblaciones (los mecanismos evolutivos). La consecuencia de estos cambios es la EVOLUCIÓN. Variación genética de las poblaciones Procesos sistemáticos: es predecible la magnitud y dirección de los cambios en la frecuencia génica que introducen en las poblaciones mendelianas. Son: mutación, migración y selección Procesos dispersivos: su acción es predecible en magnitud pero no en direccionalidad. Son: deriva genética y endogamia o consanguinidad. La microevolución es la evolución a pequeña escala; es decir, dentro de una única población. Los cambios microevolutivos se producen de unas pocas formas básicas. Los procesos que pueden afectar directamente las frecuencias génicas de una población son la mutación, migración, deriva genética y selección natural. La macroevolución generalmente hace referencia a la evolución por encima del nivel de especie. La macroevolución es la evolución a gran escala, lo que vemos cuando miramos la historia global de la vida: la estabilidad, el cambio, la aparición de los linajes y la extinción. Los mecanismos evolutivos básicos —mutación, migración, deriva genética y selección natural— pueden producir cambios evolutivos importantes si se les da el tiempo suficiente. Puede parecer que un proceso como la mutación sucede a una escala demasiado pequeña como para influir en un patrón tan asombroso como la radiación de los escarabajos, o tan grande como la diferencia entre los perros y los pinos, pero no es así. La vida en la Tierra ha ido acumulando mutaciones (+ migración + deriva genética) y transfiriéndolas a través del filtro de la selección natural durante millones de años, tiempo más que suficiente para que los procesos evolutivos hayan dado lugar a su gran historia.

2 31. Mutación y Migración • Mutación:
cambio estable en el material genético (mutaciones génicas y cromosómicas) fuente última de variación genética. Genera variación genética de novo es aleatoria (independiente, no dirigida) de la función del gen las tasas de mutación espontáneas son muy bajas (~ ) y por ello no pueden producir cambios de frecuencias (por generación) rápidos en las poblaciones las mutaciones somáticas ¡no afectan a la evolución! Las mutaciones más frecuentes –un 80% del total de las mutaciones a nivel de DNA- son las causadas por adición o deleción de pares de bases.

3 mutación Recurrente irreversible
p1 = p0 –  µ p0 = p0 (1 –  µ) p2 = p1 (1 –  µ) = p0 (1 – µ)2 pg = p0 (1 –  µ)g g = log pg – log p0 log (1 – µ) A a  µ Recurrente irreversible  µ: tasa de mutación (/gameto/generación) Recurrente reversible (mutación y retromutación) p1 = p0 –  µ p0 +  q0  A a  µ equilibrio: Δ p = p1 - p0 = 0  µ p0 =  q0   µ p =  (1-p) =  –  p p = ; q = ⌃  µ +   µ: tasa de mutación : tasa de retromutación

4 efecto de la mutación sobre la frecuencia alélica
Si  µ=10-5, ¡son necesarias generaciones para pasar de 1 a 0,9!

5 en equilibrio, las frecuencias alélicas no cambian
aún cuando las mutaciones directa e inversa continúan Figure 25.8 Recurrent mutation changes allelic frequencies. Forward and reserve mutations eventually lead to a stable equilibrium.

6 efecto de la mutación y la retromutación sobre la frecuencia alélica
mutación directa mutación inversa o retromutación equilibrio Figure 25.9 Change due to recurrent mutation slows as the frequency of p drops. Allelic frequencies are approaching mutational equilibrium at typical low mutation rates. The allelic frequency of G1 decreases as a result of forward (G1 → G2) mutation at rate m (0.0001) and increases as a result of reverse (G2 → G1) mutation at rate n ( ). Owing to the low rate of mutations, eventual equilibrium takes many generations to be reached.

7 31. Mutación y Migración • Migración o flujo génico (gene flow):
implica movimiento de individuos (de genes) de una población a otra ¡y reproducción! si las poblaciones difieren en frecuencias alélicas, la migración puede producir cambios importantes en las frecuencias alélicas de la población (no de la especie) el cambio en las frecuencias alélicas es propor-cional a (1) la tasa de migración y a (2) la diferencia de frecuencias entre la población autóctona y la migrante homogeiniza las frecuencias alélicas entre poblaciones Migraciones: continente -> isla; entre islas, humanas, pensar en semillas/frutos plantas… Población autóctona, local o receptora y población migrante o donadora Gene flow – movement of genes between populations. Gain or loss of alleles from a population due to migration of fertile individuals, or from the transfer of gametes. Gene flow has several important effects on evolution: - within a population: It can introduce or reintroduce genes to a population, increasing the genetic variation of that population. - across populations: by moving genes around, it can make distant populations genetically similar to one another, hence reducing the chance of speciation. The less gene flow between two populations, the more likely that two populations will evolve into two species.

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9 migración m pm p0 m pm 1-m p0 p1 = (1 - m) p0 + m pm = p0 + m (pm – p0) p1 – p0 = m (pm – p0) equilibrio: Δp =p1-p0= m=0 ó pm= p0 la variación en la población depende de: (1) el número (proporción) de migrantes (m: tasa de migración o flujo génico) (2) la diferencia entre los migrantes respecto de los autóctonos (pm – p0)

10 migración m pm p0 pg p1 = p0 (1 - m) + pm m = p0 + m (pm – p0)
p1 – p0 = m (pm – p0) tras varias generaciones la población receptora tendrá cada vez menos diferencia con la emigrante p1 – pm = p0 (1 - m) + pm m – pm = p0 (1 - m) – pm (1 – m) = (p0 – pm) (1 – m) p2 – pm = p1 (1 - m) + pm m – pm = p1 (1 - m) – pm (1 – m) = (p0 – pm) (1 – m)2 pg – pm = (p0 – pm) (1 – m)g pg – pm p0 – pm (1 – m)g =

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12 si g=10, m = 0,036 o 3,6% de los genes / generación
pg – pm p0 – pm (1 – m)g = 0,694 = si g=10, m = 0,036 o 3,6% de los genes / generación mantienen 84% de los genes m = 0,017; 1,7% genes por año mantienen 76% de los genes m = 0,026; 2,6% genes por año

13 problemas capítulo 10 11, 12 y 21 aprox. 1 h de clase: mayo 2010