Capítulo 8

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 } 0.18
• 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
Condiciones para equilibrio HardyWeinberg
• 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