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Evolución y perdida de variabilidad genética

Néstor Javier Mancera RodríguezCurso: Vida Silvestre

Código: 3000431-1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIASEDE MEDELLÍN

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIASDEPARTAMENTO DE CIENCIAS FORESTALES

Nothing in Biology makes senseexcept in the light of evolution

Theodosius Dobzhansky

Nada tiene sentido en biología si no es a la luz de la evolución


Nada tiene sentido en biología si no es a la luz de la evolución


Tomado de: bioinformatica.uab.es/diaposcurso/tema17/tema17.ppt

La revolución DarwinianaLa selección natural

La revolución DarwinianaLa selección natural

EL PARADIGMA POBLACIONAL:

la variación en el seno de las poblaciones es

la materia prima de la evolución.

Concepto de evolución: “descendencia con

modificación”


La unidad de la vida: origen común.

La unidad de la vida: diversificación a partir

de ancestro común.

Tomado de: evolucion.fcien.edu.uy/Diapositivas/Expansion2006.pdf

Procesos de Evolución

Especiación

Microevolución

Macroevolución

http://www.upch.edu.pe/facien/dcbf/bio1/ppt/AV-seleccion-natural-Bio1.pptTomado de:

http://www.upch.edu.pe/facien/dcbf/bio1/ppt/AV-seleccion-natural-Bio1.ppt

¿Cómo ocurre la evolución?

IndividuoMutación

Especie Linajes

Aislamiento reproductivo

Cambio acumulado y tiempo

Deriva Génica

Selección Natural

Población

Migración•Recursos finitos

•Potencial reproductivo

•Variabilidad heredable

Tomado de: http://www.upch.edu.pe/facien/dcbf/bio1/ppt/AV-seleccion-natural-Bio1.ppt


Especiación

Especies Simpátricas: Especies que comparten un ambiente

común

Especies Alopátricas: Especies separadas por una barrera

geográfica. Normalmente la especiasión se produce por

este mecanismo

Microevolución

Cambios en el pool genético de una población (frecuencias

o prevalencias de alelos)

Consecuencia de la selección natural y la deriva génica

Producto de generaciones de interacción con el ambiente.



El aumento natural de variabilidad genética (que

contrarresta el efecto de la deriva genética) en una población

se debe a:

Flujo génico: Migración de individuos entre poblaciones. Por

ej., basta que llegue tan sólo un individuo nuevo cada

generación a una población aislada de 100 individuos para que

los efectos de la deriva genética sean insignificantes.

Mutación normal de genes: Las tasas de mutación normales

en la naturaleza (entre 1 por cada 1000 y 1 por cada 10000

por gen y generación) sólo bastan para contrarrestar la pérdida

de alelos en las poblaciones grandes, no en las pequeñas

(<100 individuos).

www.udc.es/dep/bave/jfreireModificado de: http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factores-intrinsecos-de-amenaza/

http://www.udc.es/dep/bave/jfreire

La pérdida de la variabilidad genética en una población

pequeña puede también limitar su capacidad para responder a

cambios a largo plazo en el medio (contaminación, nuevas

enfermedades, cambios en el hábitat, etc.).

Sin la suficiente variabilidad genética, una especie tiene mayor

probabiliad de extinguirse



Causas de Microevolución

Mutaciones genéticas

Flujo génico (migración génica)

Apareamiento no azaroso (reproducción disruptiva,

selección sexual)

Deriva génica (efecto cuello de botella, efecto fundador)



Cuellos de botella: Cuando una población es muy pequeña,

los alelos menos comunes se pierden, lo que origina una

disminución del número de alelos y de la heterozigosidad.

Esto ocasiona una disminución de la eficacia biológica de

los individuos.

Efecto fundador: Se produce cuando unos pocos individuos

se separan de una población grande para establecer otra

nueva. Es un caso especial de “cuello de botella”.

La nueva población posee menor variabilidad genética que la

población original grande y tiene, por lo tanto, menor

capacidad de persistir.



Deriva génica al azar: Si una población tiene un tamaño finito

y cada par de padres tiene un número pequeño de hijos,

entonces las frecuencias génicas no serán exactamente

reproducidas en la siguiente generación debido a error de

muestreo.

Si en una población de 1000 individuos, la frecuencia de a es q

= 0,5 puede ser que en la siguiente generación sea 0,493 o

0,504, por la probabilidad de que ocurra una mayor o menor

progenie de cada genotipo.

El resultado final es que la población puede llegar a q=1 o q=0

y hacerse homocigota


Consanguinidad: Apareamiento entre individuos que tienen

ancestros comunes

La consecuencia para la población es la disminución de la

heterocigocidad y el aumento de los homocigotos. La

consanguinidad depende del tamaño efectivo de la población

Si dos individuos están genéticamente relacionados tendrán

por lo menos un ancestro en común y la probabilidad de que

ambos lleven un alelo del mismo origen

Requerimientos para la selección natural

Variación: miembros de la población varían

Heredabilidad: estas diferencias se traspasan de una

generación a la otra

Adaptabilidad diferenciada: estas diferencias afectan que

tan bien está adaptado el organismo al entorno

Reproducción diferenciada: individuos mejor adaptados al

entorno tienden a reproducirse mejor, siendo su progenie

un porcentaje alto de la siguiente generación



Charles Darwin (1809-1882), “El Origen de las Especies”

(1859). Se puede resumir la Teoría de la Evolución de

Darwin, basada en la selección natural, en tres principios:

Principio de Variación: Entre individuos, en cualquier

población, hay variación morfológica, fisiológica y de

comportamiento

Principio de Herencia: La descendencia se parece más a sus

padres que a cualquier otro individuo no-relacionado

Principio de Selección: Algunas formas son más exitosas en

cuanto a sobrevivencia y reproducción que otras formas en

el mismo ambiente

Macroevolución

Cambio acumulativo a través de millones de episodios de

especiación

Novedad evolutiva

Cambios de desarrollo



Mecanismo de evolución

Evolución Lamarckiana: Heredabilidad de características adquiridas

No hay apoyo por parte de la genética y la biología experimental



Mecanismo de evolución

Selección natural de Darwin: La mano invisible;

La Evolución transcurre lenta y gradualmente, a través de la sobrevivencia no azarosa (selección) de características de las poblaciones parentales



Deriva genética, endogamia, exogamia

La variabilidad genética es importante porque permite a las

poblaciones adaptarse a un medio cambiante:

Los individuos con ciertos alelos o ciertas combinaciones de

alelos pueden poseer precisamente aquellas

características adecuadas para sobrevivir y reproducirse

en las nuevas condiciones.



Deriva genética, endogamia, exogamia

Deriva genética: En una población, ciertos alelos pueden

variar en frecuencia desde muy raros hasta muy

comunes. En las poblaciones pequeñas, las frecuencias

alélicas pueden cambiar de una generación a otra,

simplemente debido a azar (dependiendo de qué

individuos se reproduzcan) por un proceso denominado

deriva genética.

Cuando un alelo se encuentra en una población con

frecuencia baja, tiene una probabilidad significativa de

desaparecer por azar en la siguiente generación.



Problemas genéticos derivados de la pérdida de variabilidad genética, la endogamia y la deriva genética

Depresión endogámica: En poblaciones pequeñas, con parejas

potencialmente muy limitadas, se producen apareamientos

entre parientes cercanos, lo que ocasiona un descenso en la

fertilidad o descendientes menos viables. Problema grave en

poblaciones mantenidas en zoológicos y programas de cría de

animales domésticos.

La explicación de este proceso es que permite la expresión de

alelos perjudiciales recesivos en homocigosis, heredados de

ambos progenitores.




Pérdida de flexibilidad evolutiva: es la disminución de la

capacidad de la población para responder a cambios a

largo plazo en el medio.




Depresión exogámica: se produce por cruzamiento entre

individuos de poblaciones muy diferentes (separadas y

genéticamente distintas, los cuales rara vez se aparean en la

naturaleza). Suele ocasionar esterilidad en la descendencia

debido a una falta de compatibilidad cromosómica o enzimática

heredada de cada población.

En casos extremos, la depresión exogámica puede ser el

resultado de apareamientos entre individuos de especies

cercanas (hibridación; concepto de especie?)



Factores que incrementan el riesgo de extinción

Tamaño poblacional muy reducido

Existencia de pocas poblaciones

Área de distribución reducida

Poblaciones en declive

Baja densidad de población

Especies que necesitan áreas extensas

Especies de tamaño corporal grande



Factores que incrementan el riesgo de extinción

Especies con baja capacidad de dispersión

Especies migrantes estacionales

Especies con baja variabilidad genética

Especies con nichos muy especializados

Especies adaptadas a un ambiente estable

Especies que forman agregaciones

Especies cazadas o recolectadas por el hombre



Mantenimiento de la variabilidad genética de la población

Las poblaciones pequeñas se ven amenazadas por la pérdida

de la variabilidad genética, por lo que un parámetro

importante para conocer el tamaño mínimo de la población es

el número de individuos necesarios para que ésta no

pierda su variabilidad genética.

Sin embargo, dado que no todos los individuos de la población se

reproducen, es necesario conocer también el denominado

tamaño efectivo de la población



Mantenimiento de la variabilidad genética de la población

Un tamaño efectivo de la población menor que el esperado

puede producirse por alguna de las siguientes causas:

Proporción desigual de sexos

Variación en el esfuerzo y éxito reproductivos

Fluctuaciones poblacionales

Cuellos de botella

Efecto fundador



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