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 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 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 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):

• 0.81 + ½ (0.18) = 0.90

– Frecuencia de A (q):• 0.01 + 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:• p2 +2pq + q2 = 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 histograma

• 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

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 drásticamente– Abeto de Chihuahua

• Menor variabilidad genética en poblaciones pequeñas• Se puede explicar por efectos de fuegos en esas

poblaciones

– Maripoza 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