Conceptos Clave de Genética y Evolución en Poblaciones Biológicas

Definiciones Fundamentales

• Población: Grupo de individuos de la misma especie que se reproducen de forma cruzada y habitan en un mismo ambiente.
• Especie: Grupos de organismos con características estructurales y funcionales similares.
• Genética: Ciencia que se encarga de estudiar la genética o la heredabilidad.
• Genes: Unidades donde se encuentra la información genética, es decir, donde se encuentran las características fenotípicas y genotípicas.
• Cromosomas: Estructuras donde se encuentran alineados los genes.
• Herencia: Transferencia de material genético entre grupos familiares.
• Evolución: Desarrollo que ocurre en los seres vivos en un determinado tiempo.

Genética de Poblaciones y Microevolución

• Genética de Población: Rama de la biología que estudia el comportamiento de los genes en poblaciones naturales de seres humanos, animales, plantas, hongos o microorganismos.
• Microevolución: Conjunto de modificaciones en las frecuencias alélicas que a través de las generaciones no provocan grandes cambios variables dentro de una población.
• Raza: Grupos en que se dividen algunas especies biológicas. Las características que las dividen son transmitidas genéticamente.
• Población Panmíctica: Tipo de población en que los individuos se aparean en libertad independientemente de su genotipo. El apareamiento puede realizarse entre homocigotos, heterocigotos o combinaciones de ambas. Da lugar a todas las combinaciones genéticas posibles.

Principio de Hardy-Weinberg

• Hardy Weinberg: Establece que no ocurren cambios significativos en las frecuencias alélicas de las poblaciones grandes, lo que demuestra la estabilidad genética y la constancia de esas frecuencias de generación en generación.

Condiciones para el Equilibrio de Hardy-Weinberg

• Apareamiento al azar (Panmixia): Todos los individuos de la población tienen la misma posibilidad de aparearse.
• Ausencia de Mutaciones: En la población no debe suceder el fenómeno de la mutación, por lo que las frecuencias alélicas no cambian debido a mutaciones.
• Poblaciones de tamaño grande: En poblaciones pequeñas es más probable que acontecimientos al azar modifiquen las frecuencias alélicas, debido a la poca cantidad de individuos.
• Población aislada: No debe existir inmigración ni emigración de individuos.
• Ausencia de selección natural: No debe ocurrir un favorecimiento de ciertos genotipos con una mayor capacidad para la transmisión de genes en el momento del apareamiento.

Evolución en las Poblaciones Naturales

1. ¿Cómo es la evolución en las poblaciones naturales?

La primera favorece la variabilidad genotípica y, por lo tanto, el polimorfismo constituido por los distintos fenotipos que existen entre individuos de la misma especie dentro de una misma población. La segunda, antagónica de la anterior, tiende a reducir la variabilidad genotípica y es fruto de la selección natural, pues elimina determinados genotipos.

2. Explique con sus propias palabras qué es heterosis y dé ejemplos:

En la población natural, varias veces se ve que los heterocigotos tienen mayor éxito reproductivo que los homocigotos. La heterosis o vigor híbrido, es otra forma en que la población permite la variación genética. Lo promueve por un cruce de organismos que no son consanguíneos. Ejemplo: Si hay una célula maligna, esta contaminará a las demás, generando una enfermedad grave o peligrosa para los organismos y el ser humano.

3. Haga un breve resumen sobre mecanismos que promueven la microevolución:

Consiste en la pérdida de alelos en una población a causa de procesos como la depredación, que ocurren de manera aleatoria. Esas pérdidas pueden resultar beneficiosas.

• Flujo génico: Se refiere al movimiento de alelos entre poblaciones.
• Selección natural: Explica que, de todos los individuos de una población, solo los más aptos (aquellos que poseen adaptaciones más exitosas para enfrentar el ambiente) sobreviven.
• Cuello de botella: Se manifiesta cuando la población reduce su número como resultado de una etapa crítica.
• Efecto fundador: Consiste en que un grupo de individuos puede separarse de su población original y formar una nueva población. Por lo general, las frecuencias alélicas son muy diferentes a las encontradas en la original.
• Mutaciones: Son cambios permanentes en el material genético (ADN). Constituyen la base de formación de nuevos alelos en una población.

Especiación y Adaptación

• Especiación: Mecanismo evolutivo por el cual se forman las especies.
• Subespecies: Categorías de existencia real o simplemente invenciones taxonómicas.
• Mestizaje: Apareamiento entre personas de diferentes culturas.
• Adaptación: Cambio evolutivo que aumenta las posibilidades de supervivencia y éxito en la reproducción.

Teorías de la Evolución

• Teoría de la evolución: Excluía a los seres humanos del proceso evolutivo. Entre los principales estudios se encuentran los de la flora y la fauna de las islas de Sumatra, Borneo y Java, y del continente asiático. Llegó a la conclusión de que las similitudes y las diferencias entre esos sitios solo se podían explicar mediante los cambios de geografía y las transformaciones de las especies.
• Teoría sintética de la evolución: Explica las variaciones en la descendencia como resultado de las mutaciones. Establece que estos cambios en las poblaciones confieren la variabilidad genética sobre la cual actúa la selección natural.

Presión Selectiva

• Morfológicos: Corresponden a las características anatómicas. Por ejemplo, el cráneo de las serpientes que les permite devorar presas mucho más grandes que ellas.
• Fisiológicos: Ocurren a nivel molecular y se manifiestan en la fisiología del organismo.
• Etológicos: Son adaptativos debido a que afectan la supervivencia y el éxito reproductivo de una especie.

Tipos de Evolución

• Anagénesis: Consiste en la aparición de nuevos rasgos morfológicos o fisiológicos, de nuevas estructuras y funciones. Este fenómeno se rige por dos leyes:
  • Ley del aumento de la complejidad morfofisiológica: Las estructuras y las funciones más complejas son de origen posterior a las estructuras y las funciones simples.
  • Ley de la continuidad evolutiva: Las formas intermedias o eslabones permiten un pasaje perceptible entre las especies iniciales simples y las finales más complejas.
• Equilibrio intermitente o puntuado: Establece que el registro paleontológico refleja fidedignamente la evolución de las especies.
• Gradualismo: Este planteamiento se apoya principalmente en la visión darwiniana de la evolución. Establece que las especies están en constante cambio a través del tiempo.
• Evolución divergente: Es la variación y la especialización de una estructura básica según el medio en que se encuentra el organismo.
• Radiación adaptativa: Caso particular de evolución divergente. Sucede cuando surge una característica nueva y se da origen a la diversificación evolutiva; esta es el surgimiento de muchas especies a partir de una o de pocas ancestrales.
• Evolución convergente: Se presenta cuando organismos de grupos poco relacionados evolutivamente habitan en un mismo ambiente y, bajo una fuerte presión selectiva, se adaptan a formas de vida muy similares.
• Evolución paralela: En este caso, provoca que dos o más especies poco relacionadas y de características en un inicio distintas, desarrollen adaptaciones similares y converjan desde la perspectiva evolutiva.
• Coevolución: Ocurre cuando dos especies estrechamente relacionadas se adaptan y sufren presiones selectivas que asocian su proceso de evolución.

Disciplinas Relacionadas con la Evolución

• Genética: El estudio genético de los organismos facilita la comprensión de los mecanismos hereditarios que generan la variabilidad de las poblaciones y aclara cómo estas influyen en el proceso evolutivo.
• Sistemática: Consiste en la descripción de taxones, su delimitación y su comparación, así como el establecimiento de una jerarquía, de acuerdo con la historia evolutiva del grupo.
• Embriología: Ciencia dedicada al estudio de los embriones y las larvas de los organismos.
• Teoría de la recapitulación genética: Establece que durante las etapas larvarias o embrionarias, los organismos presentan algunas características de los antiguos.
• Bioquímica y fisiología: Son las biomoléculas, como los ácidos nucleicos y las proteínas.
• Biogeografía: Estudio de la distribución geográfica de los seres vivos.
• Anatomía comparada: Surge de la comprobación de que las semejanzas anatómicas básicas entre grupos de organismos son completamente independientes de la forma de vida que estos llevan.
• Estructuras análogas: Se diferencian en sus estructuras internas del plan anatómico básico.
• Biología molecular: Las técnicas de la biología molecular facilitan la determinación, base a base, de secuencias de nucleótidos.
• Paleontología: Estudio de los organismos o de indicios de su actividad mediante el análisis de los fósiles conservados en diversos materiales.