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Genética IV

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Nivel: 17-18 años Asignatura: Biología
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Contenidos

Mutaciones y evolución

Las mutaciones se han producido, a lo largo de los tiempos, por causas naturales como las radiaciones procedentes del Sol o de minerales de la corteza terrestre. Aunque no sean muy frecuentes, al abarcar periodos de tiempo muy grandes y poblaciones muy numerosas, la probabilidad de que aparezca una mutación es considerable.

La mayoría son letales y desaparecen con sus portadores, pero cuando son beneficiosas permanecen en los individuos de la población y se transmiten a su descendencia. Si la selección natural actúa sobre estos genotipos y son favorables a esas condiciones ambientales, incluso puede llegar a incorporarse como carácter homocigótico único, haciendo desaparecer al antiguo carácter normal de la población. Si la mutación es perjudicial, si son recesivas, se mantendrán en la población.

Ilustraciones de John Gould 

Si la mutación es beneficiosa puede mejorar la función de la enzima que codifique, por ejemplo, mejorando la actividad biológica facilitando la vida del organismo que porta esa mutación.

Las mutaciones neutras ni mejoran ni perjudican las condiciones del individuo por­tador del gen mutado, pero pueden transmitirse a los descendientes. Puede servir como reloj biológico para conocer el tiempo que dos especies se han separado desde que tuvieron un antecesor común.

Todas las células pueden sufrir alguna mutación, pero las mutaciones que afectan a los gametos afectarán al cigoto que se forme tras la fecundación con otro gameto y a las células que deriven de él para formar el nuevo ser pluricelular. Además, éste transmitirá la mutación a sus descendientes. Por tanto, las mutaciones germinales beneficiosas serán las que provoquen la evolución de las especies. El individuo portador de la mutación tiene una ventaja respecto a los que no la tienen, por lo que tendrá más probabilidad de tener descendencia y transmitir a sus descendientes esta característica ventajosa.

Las mutaciones perjudiciales sólo se mantienen en la población cuando tienen carácter recesivo. Si la mutación ocurre en una célula somática (no germinal) no se transmitirá a los descendientes.

Cuando aparecen mutaciones en una determinada población, el genotipo cambia de generación en generación, apareciendo individuos con características diferentes a las de sus predecesores. Así es como evoluciona la población, pudiendo llegar a originar nuevas especies. Un ejemplo son las bacterias que evolucionan tras estar sometidas a antibióticos, haciéndose resistentes.

Las mutaciones que resulten perjudiciales para el individuo portador serán eliminadas por acción de la selección natural.

Además de la selección natural, el hombre ha realizado una selección artificial sobre las plantas y animales domésticos modificándolos según su propio interés. Lo ha conseguido seleccionando los individuos más productivos y cruzándoles entre sí, obteniendo distintas razas, como en el perro, por ejemplo.

La evolución se produce porque las poblaciones cambian su “pool” genético, el conjunto de genes formados por todos los alelos existentes entre sus individuos. Si un individuo tiene los alelos más favorables, tiene ventaja respecto al resto, pudiendo sobrevivir más fácilmente. Así, es más probable que se reproduzca y que esos genes se mantengan en la población.

Aunque la mutación es la fuente primaria de variación no es la única. La recombinación génica contribuye a la variabilidad genética en los organismos con reproducción sexual.

La evolución de las especies se produce porque los cambios producidos por las mutaciones genéticas se van acumulando. La mayor parte de las mutaciones son perjudiciales y sus portadores mueren, pero las que producen una mejoría se mantienen en la especie y son esenciales en el proceso evolutivo.

Cuando se produce una separación entre algunos miembros de una población, se interrumpe su intercambio genético. Al estar en distintos ambientes, esta diferenciación cada vez se hace más notable. Con el paso del tiempo, sus diferencias genéticas serán tan grandes que se habrán convertido en especies distintas, siendo incapaces de reproducirse entre ellas.

Teoría de la evolución actual

Este sistema de hipótesis del proceso evolutivo se originó entre 1937 y 1950. ​En contraste con el neodarwinismo de Weismann y Wallace, que daba primacía a la selección natural y postulaba la genética mendeliana como el mecanismo de transmisión de caracteres entre generaciones, la teoría sintética incorporó datos de campos diversos de la biología, como la genética molecular, la sistemática y la paleontología e introdujo nuevos mecanismos para la evolución. Por estas razones, se trata de diferentes teorías aunque a veces se usen los términos indistintamente.

Dibujos de embriones de Ernst Haeckel

De acuerdo a la gran mayoría de los historiadores de la Biología, los conceptos básicos de la teoría sintética están basados esencialmente en el contenido de seis libros, cuyos autores fueron: el naturalista y genetista ruso americano Theodosius Dobzhansky (1900-1975); el naturalista y taxónomo alemán americano Ernst Mayr (1904-2005); el zoólogo británico Julian Huxley (1887-1975); el paleontólogo americano George G. Simpson (1902-1984); el zoólogo germano Bernhard Rensch (1900-1990) y el botánico estadounidense George Ledyard Stebbins (1906-2000).

Los términos «síntesis evolutiva» y «teoría sintética» fueron acuñados por Julian Huxley en su libro Evolución: la síntesis moderna (1942), en el que también introdujo el término Biología evolutiva en vez de la frase «estudio de la evolución». ​De hecho Huxley fue el primero en señalar que la evolución «debía ser considerada el problema más central y el más importante de la biología y cuya explicación debía ser abordada mediante hechos y métodos de cada rama de la ciencia, desde la ecología, la genética, la paleontología, la embriología, la sistemática hasta la anatomía comparada y la distribución geográfica, sin olvidar los de otras disciplinas como la geología, la geografía y las matemáticas»

La llamada «síntesis evolutiva moderna» es una robusta teoría que actualmente proporciona explicaciones y modelos matemáticos de los mecanismos generales de la evolución o los fenómenos evolutivos, como la adaptación o la especiación. Como cualquier teoría científica, sus hipótesis están sujetas a constante crítica y comprobación experimental.

  • Los entes dónde actúa la evolución son las poblaciones de organismos y no los individuos. Theodosius Dobzhansky, uno de los fundadores de la síntesis moderna, lo expresó la evolución del siguiente modo: «La evolución es un cambio en la composición genética de las poblaciones. El estudio de los mecanismos evolutivos corresponde a la genética poblacional».Esta idea llevó al «concepto biológico de especie» desarrollado por Mayr en 1942: una comunidad de poblaciones que se entrecruzan y que está reproductivamente aislada de otras comunidades.
     
  • La variabilidad fenotípica y genética en las poblaciones de plantas y de animales se produce por la recombinación genética ―reorganización de segmentos de cromosomas durante la reproducción sexual— y por las mutaciones aleatorias. La cantidad de variación genética que una población de organismos con reproducción sexual puede producir es enorme. Considérese la posibilidad de un solo individuo con un número «N» de genes, cada uno con solo dos alelos. Este individuo puede producir 2N espermatozoides u óvulos genéticamente diferentes. Debido a que la reproducción sexual implica dos progenitores, cada descendiente puede, por tanto, poseer una de las 4N combinaciones diferentes de genotipos. Así, si cada progenitor tiene 150 genes con dos alelos cada uno ―una subestimación del genoma humano―, cada uno de los padres puede dar lugar a más de 1045 gametos genéticamente diferentes y más de 1090 descendientes genéticamente diferentes .
     
  • La selección natural es la fuerza más importante que modela el curso de la evolución fenotípica. En ambientes cambiantes, la selección direccional es de especial importancia, porque produce un cambio en la media de la población hacia un fenotipo nuevo que se adapta mejor a las condiciones ambientales alteradas. Además, en las poblaciones pequeñas, la deriva génica aleatoria ―la pérdida de genes del acervo genético― puede ser significativa.
     
  • La especiación puede definirse como «un paso en el proceso evolutivo (en el que) las formas... se vuelven incapaces de hibridarse». Se han descubierto y estudiado en profundidad diversos mecanismos de aislamiento reproductivo. Se cree que el aislamiento geográfico de la población fundadora es responsable del origen de las nuevas especies en las islas y otros hábitats aislados y es probable que la especiación alopátrica ―evolución divergente de poblaciones que están geográficamente aisladas unas de otras― sea el mecanismo de especiación predominante en el origen de muchas especies de animales.Sin embargo, la especiación simpátrica ―la aparición de nuevos especies sin aislamiento geográfico― también está documentada en muchos taxones, sobre todo en las plantas vasculares, los insectos, los peces y las aves.
  • Las transiciones evolutivas en estas poblaciones suelen ser graduales, es decir, las nuevas especies evolucionan a partir de las variedades preexistentes por medio de procesos lentos y en cada etapa se mantiene su adaptación específica.[cita requerida]
  • La macroevolución ―la evolución filogenética por encima del nivel de especie o la aparición de taxones superiores― es un proceso gradual, paso a paso, que no es más que la extrapolación de la microevolución ―el origen de las razas y variedades, y de las especies―.

Factores de favorecen la evolución

El acervo genético de una población está formado por todos los alelos de los individuos de la población. Para que se produzca la evolución, tiene que haber variabilidad genética entre los individuos de una población, y que esa variedad genética pueda ser heredada por las generaciones futuras.

Los factores que producen alteraciones en las frecuencias génicas y genotípicas de determinados alelos y, por tanto, en la composición de los genes que componen la población son:

Selección natural

La selección natural actúa cuando el ambiente selecciona aquellos individuos mejor adaptados a esas condiciones ambientales. Los que tengan aquellos genes mejor adaptados a los cambios que se produzcan serán los que tendrán más facilidad para sobrevivir y para reproducirse, y pueden transmitir esos genes a sus descendientes.

Mutaciones

Las mutaciones se producen cuando, por un error en el proceso de replicación del ADN, hay cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN y se generan nuevos alelos. Las mutaciones son aleatorias y constituyen la principal causa de variabilidad genética. Las únicas mutaciones heredables son las que afectan a los gametos y pueden ser perjudiciales, neutras o beneficiosas.

 

Entrecruzamiento y recombinación genética

Los gametos se producen mediante meiosis. En la Profase I, se produce el entrecruzamiento y recombinación genética entre los genes paternos y maternos, lo que favorece la variabilidad. Además, la aleatoriedad en la unión de gametos, aumenta aún más la variabilidad.

Deriva genética

La deriva genética es la fluctuación al azar de las frecuencias alélicas que se produce generación tras generación. Los efectos de la deriva genética son más fuertes en poblaciones pequeñas, donde la variabilidad genética disminuye notablemente. Por ejemplo:

  • Efecto fundador: cuando algunos individuos de una población quedan aislados de la población original se reproducen y transmiten sus alelos a sus descendientes. Posiblemente, las frecuencias génicas de ese grupo no sean las mismas que las de la población original. Por ejemplo, los Amish, un grupo que solo tuvo 12 fundadores de los que solo uno tenía un gen que provocaba la combinación de enanismo y polidactilia, y en la actualidad, ese alelo lo porta el 13% de la población de dicho grupo.
  • Efecto cuello de botella: cuando se produce un brusco descenso en el número de individuos de una población, por algún tipo de desastre natural o humano, los individuos que sobreviven tienen distintas frecuencias alélicas que la población original.

Migraciones o flujo genético

Los flujos migratorios hacen que la población adquiera mayor variabilidad genética, ya que nuevos alelos, procedentes de otras poblaciones, se incorporan al acervo genético de la población.

Aislamiento reproductivo o genético

Cuando una población o grupo de individuos de una población queda aislada reproductivamente del resto de individuos por barreras que se lo impide, como diferencias en el comportamiento, hábitats, etc., se puede llegar a dar el proceso de especiación y surgir una nueva especie.

Antecesor común de las especies actuales

Antepasado común es el término que usamos para referirnos al ser vivo o especie del cual descienden dos o más especies; o del ser vivo del cual descienden dos o más seres vivos dentro de una especie.

Su forma determinada (“el ancestro común”) se refiere al que los antepasados de este, serán a la vez antepasados comunes de todos sus descendientes.

Huesos homólogos de extremidades de tetrápodos

Al referirse a la relación evolutiva dentro de una especie, un ejemplo común es el uso del término para describir al antepasado común femenino y masculino de la especie humana (Eva mitocondrial y Adán cromosomal-Y respectivamente); o en la conformación de linajes familiares.

Al referirse a la relación evolutiva entre diferentes especies, a partir de la filogenia se postula la existencia de un último ancestro común universal de todas las especies. Ello lleva igualmente a postular como consecuencia, que dadas dos o más especies, aunque su relación sea escasa, debe postularse igualmente la existencia de un ancestro común, ancestro de ambas. El concepto sólo es problemático cuando tratamos de aplicarlo a representantes de dominios distintos (bacterias (s.s.), arqueas y eucariontes). Porque no están claras las relaciones entre ellos, con hipótesis que proponen, por ejemplo, que los eucariontes surgieron como quimera de bacterias y arqueas.

La ascendencia común es un efecto de la especiación, en la que múltiples especies derivan de una sola población ancestral. Cuanto más reciente es la población ancestral que tienen en común dos especies, más estrechamente están relacionadas. Todos los organismos que viven actualmente en la Tierra comparten una herencia genética común, aunque la sugerencia de una transferencia genética horizontal sustancial durante la evolución temprana ha llevado a preguntas sobre la monofilia (ascendencia única) de la vida.

La Teoría del Ancestro Común se basa en una teoría del naturalista Charles Darwin que explica que las especies cambian, e imaginó un posible proceso de modificación en el cual las especies se adaptan a su medio ambiente dependiendo de qué tan efectiva es la especie en términos de supervivencia. Según Darwin, este proceso ocurre o se organiza de una manera ramificada para explicar las variaciones hereditarias en las especies y determinar los cambios fisiológicos que denotan la evolución en cada uno de los seres vivos.

Esta teoría sustenta la idea de que todos fuimos originados a partir de un ancestro común, del cual todos somos derivados. Esta teoría, explica la diversidad de las formas de vida y está apoyada en evidencia científica proveniente de la biogeografía (la ciencia que estudia la localización de los seres vivos en el planeta), el estudio de los fósiles de épocas prehistóricas, la embriología comparativa (también llamada biología del desarrollo, que se encarga de estudiar el desarrollo de los seres vivos hasta la madurez), la anatomía comparativa (la comparación de las características físicas de los seres vivos) y la biología molecular.

Para comprobar esto Darwin buscó evidencias. Sus evidencias fueron:

  • La distribución geográfica de los animales: Muchas especies tienen relación directa o indirecta con otras, pero a mucha distancia.

Parte de esta teoría, se basa en que para sobrevivir y ocupar nichos en la red trófica, los organismos se diversifican teniendo, sin embargo, un organismo cero, del que se originó la vida en todas sus formas. El cambio se produce a través de variaciones genéticas que pueden ocurrir a lo largo de muchas generaciones mediante el proceso de selección natural; es decir, los organismos más capaces para sobrevivir se reproducen, pasando así a su descendencia las características que lo mantuvieron con vida, mientras que los menos aptos para sobrevivir, desaparecen. El cambio también se puede producir a través de mutaciones genéticas que no necesariamente tienen que ocurrir en un período largo de tiempo.

Darwin postuló que la evolución era el cambio progresivo de las especies durante millones de años en el planeta.

Créditos

Texto:

Imagen:

  • De Benjamin Waterhouse Hawkins (1807–94) - Frontispiece to Huxley's Evidence as to Man's Place in Nature (1863), Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=117533
  • De John Gould - Darwin's finches.jpeg, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39856263
  • De Romanes, G. J.; uploaded to Wikipedia by en:User:Phlebas; authors of the description page: en:User:Phlebas, en:User:SeventyThree - Romanes, G. J. (1892). Darwin and After Darwin. Open Court, Chicago., Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=823180
  • De Wilfredor - Mutation and selection diagram.svg de Elembis, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8803402
  • De Волков Владислав Петрович (Vladlen666); translation by Angelito7 - file:Homology vertebrates.svg, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30073361

Contenidos

Mutaciones y evolución

Las mutaciones se han producido, a lo largo de los tiempos, por causas naturales como las radiaciones procedentes del Sol o de minerales de la corteza terrestre. Aunque no sean muy frecuentes, al abarcar periodos de tiempo muy grandes y poblaciones muy numerosas, la probabilidad de que aparezca una mutación es considerable.

La mayoría son letales y desaparecen con sus portadores, pero cuando son beneficiosas permanecen en los individuos de la población y se transmiten a su descendencia. Si la selección natural actúa sobre estos genotipos y son favorables a esas condiciones ambientales, incluso puede llegar a incorporarse como carácter homocigótico único, haciendo desaparecer al antiguo carácter normal de la población. Si la mutación es perjudicial, si son recesivas, se mantendrán en la población.

Ilustraciones de John Gould

Si la mutación es beneficiosa puede mejorar la función de la enzima que codifique, por ejemplo, mejorando la actividad biológica facilitando la vida del organismo que porta esa mutación.

Las mutaciones neutras ni mejoran ni perjudican las condiciones del individuo por­tador del gen mutado, pero pueden transmitirse a los descendientes. Puede servir como reloj biológico para conocer el tiempo que dos especies se han separado desde que tuvieron un antecesor común.

Todas las células pueden sufrir alguna mutación, pero las mutaciones que afectan a los gametos afectarán al cigoto que se forme tras la fecundación con otro gameto y a las células que deriven de él para formar el nuevo ser pluricelular. Además, éste transmitirá la mutación a sus descendientes. Por tanto, las mutaciones germinales beneficiosas serán las que provoquen la evolución de las especies. El individuo portador de la mutación tiene una ventaja respecto a los que no la tienen, por lo que tendrá más probabilidad de tener descendencia y transmitir a sus descendientes esta característica ventajosa.

Las mutaciones perjudiciales sólo se mantienen en la población cuando tienen carácter recesivo. Si la mutación ocurre en una célula somática (no germinal) no se transmitirá a los descendientes.

Cuando aparecen mutaciones en una determinada población, el genotipo cambia de generación en generación, apareciendo individuos con características diferentes a las de sus predecesores. Así es como evoluciona la población, pudiendo llegar a originar nuevas especies. Un ejemplo son las bacterias que evolucionan tras estar sometidas a antibióticos, haciéndose resistentes.

Las mutaciones que resulten perjudiciales para el individuo portador serán eliminadas por acción de la selección natural.

Además de la selección natural, el hombre ha realizado una selección artificial sobre las plantas y animales domésticos modificándolos según su propio interés. Lo ha conseguido seleccionando los individuos más productivos y cruzándoles entre sí, obteniendo distintas razas, como en el perro, por ejemplo.

La evolución se produce porque las poblaciones cambian su “pool” genético, el conjunto de genes formados por todos los alelos existentes entre sus individuos. Si un individuo tiene los alelos más favorables, tiene ventaja respecto al resto, pudiendo sobrevivir más fácilmente. Así, es más probable que se reproduzca y que esos genes se mantengan en la población.

Aunque la mutación es la fuente primaria de variación no es la única. La recombinación génica contribuye a la variabilidad genética en los organismos con reproducción sexual.

La evolución de las especies se produce porque los cambios producidos por las mutaciones genéticas se van acumulando. La mayor parte de las mutaciones son perjudiciales y sus portadores mueren, pero las que producen una mejoría se mantienen en la especie y son esenciales en el proceso evolutivo.

Cuando se produce una separación entre algunos miembros de una población, se interrumpe su intercambio genético. Al estar en distintos ambientes, esta diferenciación cada vez se hace más notable. Con el paso del tiempo, sus diferencias genéticas serán tan grandes que se habrán convertido en especies distintas, siendo incapaces de reproducirse entre ellas.

Teoría de la evolución actual

Este sistema de hipótesis del proceso evolutivo se originó entre 1937 y 1950. ​En contraste con el neodarwinismo de Weismann y Wallace, que daba primacía a la selección natural y postulaba la genética mendeliana como el mecanismo de transmisión de caracteres entre generaciones, la teoría sintética incorporó datos de campos diversos de la biología, como la genética molecular, la sistemática y la paleontología e introdujo nuevos mecanismos para la evolución. Por estas razones, se trata de diferentes teorías aunque a veces se usen los términos indistintamente.

Dibujos de embriones de Ernst Haeckel

De acuerdo a la gran mayoría de los historiadores de la Biología, los conceptos básicos de la teoría sintética están basados esencialmente en el contenido de seis libros, cuyos autores fueron: el naturalista y genetista ruso americano Theodosius Dobzhansky (1900-1975); el naturalista y taxónomo alemán americano Ernst Mayr (1904-2005); el zoólogo británico Julian Huxley (1887-1975); el paleontólogo americano George G. Simpson (1902-1984); el zoólogo germano Bernhard Rensch (1900-1990) y el botánico estadounidense George Ledyard Stebbins (1906-2000).

Los términos «síntesis evolutiva» y «teoría sintética» fueron acuñados por Julian Huxley en su libro Evolución: la síntesis moderna (1942), en el que también introdujo el término Biología evolutiva en vez de la frase «estudio de la evolución». ​De hecho Huxley fue el primero en señalar que la evolución «debía ser considerada el problema más central y el más importante de la biología y cuya explicación debía ser abordada mediante hechos y métodos de cada rama de la ciencia, desde la ecología, la genética, la paleontología, la embriología, la sistemática hasta la anatomía comparada y la distribución geográfica, sin olvidar los de otras disciplinas como la geología, la geografía y las matemáticas»

La llamada «síntesis evolutiva moderna» es una robusta teoría que actualmente proporciona explicaciones y modelos matemáticos de los mecanismos generales de la evolución o los fenómenos evolutivos, como la adaptación o la especiación. Como cualquier teoría científica, sus hipótesis están sujetas a constante crítica y comprobación experimental.

  • Los entes dónde actúa la evolución son las poblaciones de organismos y no los individuos. Theodosius Dobzhansky, uno de los fundadores de la síntesis moderna, lo expresó la evolución del siguiente modo: «La evolución es un cambio en la composición genética de las poblaciones. El estudio de los mecanismos evolutivos corresponde a la genética poblacional».Esta idea llevó al «concepto biológico de especie» desarrollado por Mayr en 1942: una comunidad de poblaciones que se entrecruzan y que está reproductivamente aislada de otras comunidades.
  • La variabilidad fenotípica y genética en las poblaciones de plantas y de animales se produce por la recombinación genética ―reorganización de segmentos de cromosomas durante la reproducción sexual— y por las mutaciones aleatorias. La cantidad de variación genética que una población de organismos con reproducción sexual puede producir es enorme. Considérese la posibilidad de un solo individuo con un número «N» de genes, cada uno con solo dos alelos. Este individuo puede producir 2N espermatozoides u óvulos genéticamente diferentes. Debido a que la reproducción sexual implica dos progenitores, cada descendiente puede, por tanto, poseer una de las 4N combinaciones diferentes de genotipos. Así, si cada progenitor tiene 150 genes con dos alelos cada uno ―una subestimación del genoma humano―, cada uno de los padres puede dar lugar a más de 1045 gametos genéticamente diferentes y más de 1090 descendientes genéticamente diferentes .
  • La selección natural es la fuerza más importante que modela el curso de la evolución fenotípica. En ambientes cambiantes, la selección direccional es de especial importancia, porque produce un cambio en la media de la población hacia un fenotipo nuevo que se adapta mejor a las condiciones ambientales alteradas. Además, en las poblaciones pequeñas, la deriva génica aleatoria ―la pérdida de genes del acervo genético― puede ser significativa.
  • La especiación puede definirse como «un paso en el proceso evolutivo (en el que) las formas... se vuelven incapaces de hibridarse». Se han descubierto y estudiado en profundidad diversos mecanismos de aislamiento reproductivo. Se cree que el aislamiento geográfico de la población fundadora es responsable del origen de las nuevas especies en las islas y otros hábitats aislados y es probable que la especiación alopátrica ―evolución divergente de poblaciones que están geográficamente aisladas unas de otras― sea el mecanismo de especiación predominante en el origen de muchas especies de animales.Sin embargo, la especiación simpátrica ―la aparición de nuevos especies sin aislamiento geográfico― también está documentada en muchos taxones, sobre todo en las plantas vasculares, los insectos, los peces y las aves.
  • Las transiciones evolutivas en estas poblaciones suelen ser graduales, es decir, las nuevas especies evolucionan a partir de las variedades preexistentes por medio de procesos lentos y en cada etapa se mantiene su adaptación específica.[cita requerida]
  • La macroevolución ―la evolución filogenética por encima del nivel de especie o la aparición de taxones superiores― es un proceso gradual, paso a paso, que no es más que la extrapolación de la microevolución ―el origen de las razas y variedades, y de las especies―.

Factores de favorecen la evolución

El acervo genético de una población está formado por todos los alelos de los individuos de la población. Para que se produzca la evolución, tiene que haber variabilidad genética entre los individuos de una población, y que esa variedad genética pueda ser heredada por las generaciones futuras.

Los factores que producen alteraciones en las frecuencias génicas y genotípicas de determinados alelos y, por tanto, en la composición de los genes que componen la población son:

Selección natural

La selección natural actúa cuando el ambiente selecciona aquellos individuos mejor adaptados a esas condiciones ambientales. Los que tengan aquellos genes mejor adaptados a los cambios que se produzcan serán los que tendrán más facilidad para sobrevivir y para reproducirse, y pueden transmitir esos genes a sus descendientes.

Mutaciones

Las mutaciones se producen cuando, por un error en el proceso de replicación del ADN, hay cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN y se generan nuevos alelos. Las mutaciones son aleatorias y constituyen la principal causa de variabilidad genética. Las únicas mutaciones heredables son las que afectan a los gametos y pueden ser perjudiciales, neutras o beneficiosas.

Entrecruzamiento y recombinación genética

Los gametos se producen mediante meiosis. En la Profase I, se produce el entrecruzamiento y recombinación genética entre los genes paternos y maternos, lo que favorece la variabilidad. Además, la aleatoriedad en la unión de gametos, aumenta aún más la variabilidad.

Deriva genética

La deriva genética es la fluctuación al azar de las frecuencias alélicas que se produce generación tras generación. Los efectos de la deriva genética son más fuertes en poblaciones pequeñas, donde la variabilidad genética disminuye notablemente. Por ejemplo:

  • Efecto fundador: cuando algunos individuos de una población quedan aislados de la población original se reproducen y transmiten sus alelos a sus descendientes. Posiblemente, las frecuencias génicas de ese grupo no sean las mismas que las de la población original. Por ejemplo, los Amish, un grupo que solo tuvo 12 fundadores de los que solo uno tenía un gen que provocaba la combinación de enanismo y polidactilia, y en la actualidad, ese alelo lo porta el 13% de la población de dicho grupo.
  • Efecto cuello de botella: cuando se produce un brusco descenso en el número de individuos de una población, por algún tipo de desastre natural o humano, los individuos que sobreviven tienen distintas frecuencias alélicas que la población original.

Migraciones o flujo genético

Los flujos migratorios hacen que la población adquiera mayor variabilidad genética, ya que nuevos alelos, procedentes de otras poblaciones, se incorporan al acervo genético de la población.

Aislamiento reproductivo o genético

Cuando una población o grupo de individuos de una población queda aislada reproductivamente del resto de individuos por barreras que se lo impide, como diferencias en el comportamiento, hábitats, etc., se puede llegar a dar el proceso de especiación y surgir una nueva especie.

Antecesor común de las especies actuales

Antepasado común es el término que usamos para referirnos al ser vivo o especie del cual descienden dos o más especies; o del ser vivo del cual descienden dos o más seres vivos dentro de una especie.

Su forma determinada (“el ancestro común”) se refiere al que los antepasados de este, serán a la vez antepasados comunes de todos sus descendientes.

Huesos homólogos de extremidades de tetrápodos

Al referirse a la relación evolutiva dentro de una especie, un ejemplo común es el uso del término para describir al antepasado común femenino y masculino de la especie humana (Eva mitocondrial y Adán cromosomal-Y respectivamente); o en la conformación de linajes familiares.

Al referirse a la relación evolutiva entre diferentes especies, a partir de la filogenia se postula la existencia de un último ancestro común universal de todas las especies. Ello lleva igualmente a postular como consecuencia, que dadas dos o más especies, aunque su relación sea escasa, debe postularse igualmente la existencia de un ancestro común, ancestro de ambas. El concepto sólo es problemático cuando tratamos de aplicarlo a representantes de dominios distintos (bacterias (s.s.), arqueas y eucariontes). Porque no están claras las relaciones entre ellos, con hipótesis que proponen, por ejemplo, que los eucariontes surgieron como quimera de bacterias y arqueas.

La ascendencia común es un efecto de la especiación, en la que múltiples especies derivan de una sola población ancestral. Cuanto más reciente es la población ancestral que tienen en común dos especies, más estrechamente están relacionadas. Todos los organismos que viven actualmente en la Tierra comparten una herencia genética común, aunque la sugerencia de una transferencia genética horizontal sustancial durante la evolución temprana ha llevado a preguntas sobre la monofilia (ascendencia única) de la vida.

La Teoría del Ancestro Común se basa en una teoría del naturalista Charles Darwin que explica que las especies cambian, e imaginó un posible proceso de modificación en el cual las especies se adaptan a su medio ambiente dependiendo de qué tan efectiva es la especie en términos de supervivencia. Según Darwin, este proceso ocurre o se organiza de una manera ramificada para explicar las variaciones hereditarias en las especies y determinar los cambios fisiológicos que denotan la evolución en cada uno de los seres vivos.

Esta teoría sustenta la idea de que todos fuimos originados a partir de un ancestro común, del cual todos somos derivados. Esta teoría, explica la diversidad de las formas de vida y está apoyada en evidencia científica proveniente de la biogeografía (la ciencia que estudia la localización de los seres vivos en el planeta), el estudio de los fósiles de épocas prehistóricas, la embriología comparativa (también llamada biología del desarrollo, que se encarga de estudiar el desarrollo de los seres vivos hasta la madurez), la anatomía comparativa (la comparación de las características físicas de los seres vivos) y la biología molecular.

Para comprobar esto Darwin buscó evidencias. Sus evidencias fueron:

  • La distribución geográfica de los animales: Muchas especies tienen relación directa o indirecta con otras, pero a mucha distancia.

Parte de esta teoría, se basa en que para sobrevivir y ocupar nichos en la red trófica, los organismos se diversifican teniendo, sin embargo, un organismo cero, del que se originó la vida en todas sus formas. El cambio se produce a través de variaciones genéticas que pueden ocurrir a lo largo de muchas generaciones mediante el proceso de selección natural; es decir, los organismos más capaces para sobrevivir se reproducen, pasando así a su descendencia las características que lo mantuvieron con vida, mientras que los menos aptos para sobrevivir, desaparecen. El cambio también se puede producir a través de mutaciones genéticas que no necesariamente tienen que ocurrir en un período largo de tiempo.

Darwin postuló que la evolución era el cambio progresivo de las especies durante millones de años en el planeta.

Créditos

Texto:

Imagen:

  • De Benjamin Waterhouse Hawkins (1807–94) - Frontispiece to Huxley's Evidence as to Man's Place in Nature (1863), Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=117533
  • De John Gould - Darwin's finches.jpeg, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39856263
  • De Romanes, G. J.; uploaded to Wikipedia by en:User:Phlebas; authors of the description page: en:User:Phlebas, en:User:SeventyThree - Romanes, G. J. (1892). Darwin and After Darwin. Open Court, Chicago., Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=823180
  • De Wilfredor - Mutation and selection diagram.svg de Elembis, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8803402
  • De Волков Владислав Петрович (Vladlen666); translation by Angelito7 - file:Homology vertebrates.svg, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30073361

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Base molecular y fisicoquímica de la vida I

Nivel educativo: 16-18 años/Bachillerato

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Base molecular y fisicoquímica de la vida II

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Glúcidos

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Lípidos

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Ácidos nucleicos

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Metabolismo

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Catabolismo

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Anabolismo

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División celular

Nivel educativo: 16-18 años/Bachillerato

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Genética I

Nivel educativo: 16-18 anos

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Genética II

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Genética III

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Microorganismos I

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Microorganismos II

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Inmunidad I

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Inmunidad II

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