Unidad I - Cap 23 202401 PDF

UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA (MECANISMOS DE EVOLUCIÓN) CAPÍTULO 2. LA EVOLUCIÓN DE LAS POBLACIONES (CAPÍTULO 23, PÁGINAS480-499) CONCEPTO 23.1 La variación genética hace que la EVOLUCIÓN sea posible. VARIACIÓN GENÉTICA  Los individuos de una especie varían en característic...

UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA (MECANISMOS DE EVOLUCIÓN) CAPÍTULO 2. LA EVOLUCIÓN DE LAS POBLACIONES (CAPÍTULO 23, PÁGINAS480-499) CONCEPTO 23.1 La variación genética hace que la EVOLUCIÓN sea posible. VARIACIÓN GENÉTICA  Los individuos de una especie varían en características específicas. VARIACIÓN GENÉTICA  La variación genética entre los individuos es causada por diferencias en la composición de los genes u otros segmentos de ADN.  El Fenotipo es el producto de genotipo heredado y las influencias ambientales. (ejemplo bodybuilders en humanos)  Hay características que se expresan, sin embargo no la podemos observar. Ejemplo tipo de sangre. Nemoria arizonaria  Algunas variaciones fenotípicas NO ocurren debido a las diferencias genéticas entre los individuos, sino más bien de las influencias ambientales. Dietas diferentes en árbol de roble: uno se alimenta de las flores y el otro se alimenta de las hojas VARIACIÓN GENÉTICA  En general, sólo la parte genéticamente determinada de la variación fenotípica puede tener consecuencias evolutivas.  Como tal, la variación genética proporciona la materia prima para el cambio evolutivo: “Sin variación genética, no puede ocurrir la evolución”  ¿Los hijos de Michael tienen características anglosajonas por que el se hizo cirugía plástica?  FUENTES DE VARIACIÓN GENÉTICA Nuevos alelos Mutaciones Alteración de cromosomas. Duplicación de genes Alteración del número por error en meiosis. de genes o su posición. Variación Genetica Combinación de alelos y variación. Reproducción sexual RAPIDEZ DE REPRODUCCIÓN  Las tasas de mutaciones son bajos en los animales y las plantas:  A razón de una mutación en los genes cada 100,000 por generación en organismos eucariotas.  En organismos procariotas la razón es mucha más alta porque se reproducen más rápidos. VARIACIÓN GENÉTICA  Recuerda: Sin VARIACION GENETICA, la evolución no podría ocurrir. CONCEPTO 23.2 La ecuación de Hardy-Weinberg se puede utilizar para probar si una población está evolucionando. Microevolución LA UNIDAD MAS PEQUEÑA DE EVOLUCIÓN  Microevolución es el cambio de las frecuencias de alelos en una población durante generaciones. (evolución a menor escala)  Tres mecanismos que causan cambios en la frecuencia de los alelos como: selección natural, deriva genética y flujo de genes.  POBLACIÓN  Una población es un grupo localizado de individuos capaces de combinarse y producir una descendencia fértil.  ACERVO GENÉTICO  El acervo genético es la suma total de todos los genes y variaciones genéticas presentes en una población de seres vivos. Ejemplo: El acervo genético de una población de delfines  Incluye todos los genes que se incluirá todas las variaciones genéticas presentes en los transmiten de generación en individuos de la población, incluyendo aquellas que generación y que determinan las afectan la velocidad y la habilidad para nadar, la características físicas y biológicas de inteligencia y la capacidad de comunicación, y otras los individuos. características importantes. El acervo genético de la población de delfines cambiará con el tiempo debido a la selección natural y la evolución. MICROEVOLUCIÓN  Tres mecanismos que causan cambio en la frecuencia de alelos:  Seleccion natural  Deriva genética  Flujo de Genes  Sólo la selección natural causa la evolución adaptativa. LOS ACERVOS DE GENES Y FRECUENCIAS DE LOS ALELOS  Si hay dos o más alelos para un locus, los individuos diploides pueden ser homocigotos o heterocigotos. EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG  Hardy – Weinberg  Matemático británico y Físico alemán.  Implementaron esta idea en el 1908  En una población que no está evolucionando, la frecuencia de los alelos y genotipo van a mentenerse constante de generación a generación.  El principio es una inferencia que nos permite determiner si la selección natural u otro factor es el causante de evolución de un determinado locus.  La frecuencia de un alelo en una población puede ser calculada.  Para organismos diploides, el número total de alelos en el locus es el numero total de individuos por 2. EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG La suma de la frecuencia de todos los alelos en una población es igual a 1.  Por ejemplo , p + q = 1 EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG  EJEMPLO: En una población de flores silvestres que muestra dominancia incompleta para el color de la flor. 320 flores rojas (CRCR) 160 flores rosas (CRCW) 20 flores blancas(CWCW) Calcule el número de copias de cada alelo: CR = (320 * 2) + 160 = 800 CW = (20 * 2) + 160 = 200 EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG  Para calcular la frecuencia de cada alelo: p = frecuencia de CR = 800 / (800 + 200) = 0.8 q = frecuencia de CW = 200 / (800 + 200) = 0.2  La suma de la frecuencia de los alelos siempre es 1 0.8 + 0.2 = 1 EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG  Si p y q representa las frecuencias relativas de solo dos posibles alelos en una población en un locus en particular entonces, p2 + 2pq + q2 = 1 Homocigóticos Heterocigóticos Homocigóticos  A p = 0.8 a q = 0.2 AA Aa A p = 0.8 P2 pq aa a Aa q = 0.2 pq q2 p2 + pq pq+ q2 = 1 EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG  La frecuencia de cada alelo: p = 0.8 q = 0.2  Frecuencia de los genotipos: 320 flores rojas (CRCR) = p2 = (0.8)2 = 0.64 160 flores rosas (CRCW) = 2pq = 2(0.8)(0.2) = 0.32 20 flores blancas(CWCW) = q2 = (0.2)2 = 0.04  Frecuencia Genotípica: p2 + 2pq + q2 = 1  Frecuencia Alelica: p + q = 1 CONDICIONES PARA EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG  El teorema de Hardy-Weinberg describe a una poblacion hipotética que NO esta evolucionando.  En una población real, las frecuencias alélicas y genotípicas cambian en el tiempo. CONDICIONES PARA EL EQUILIBRIO HARDY-WEINBERG  Cinco condiciones para que se cumpla el equilibrio: 1. NO mutaciones 2. Apareamiento al azar 3. NO selección natural 4. Poblaciones Grandes (Extremadamente Grandes) 5. NO flujo genético *OJO: estas 5 condiciones son requeridas para que una poblacion este bajo el equilibrio, si una de ellas se desvía, esto causa la posibilidad de evolución.  Las poblaciones naturales pueden evolucionar en un locus, mientras estan en equilibrio Hardy-Weinberg en otro locus. CONCEPTO 23.3 La selección natural, deriva genética y flujo genético pueden alterar las frecuencias de los alelos en una población. SELECCIÓN NATURAL  Éxito diferencial en la reproducción permite que ciertos alelos se pasen a la siguiente generación en mayores proporciones.  Esto causa que los organismos tengan una mayor progenie. SELECCIÓN NATURAL La selección natural puede causar evolución adaptativa, un mejoramiento en el pareo entre los organismos y su entorno. DERIVA GENÉTICA  …describe cómo las frecuencias alélicas fluctúan impredeciblemente de una generación a la siguiente cuando ocurre un evento inesperado.  Este evento se puede observar en poblaciones pequeñas. FIGURE 23.9–1 Color amarillo representa plantas que dejan progenie. CRCR CRCR CRCW CRCR CRCR CWCW CRCW CRCW CRCR CRCW Generation 1 p (frequency of CR) = 0.7 q (frequency of CW) = 0.3 FIGURE 23.9–2 En la segunda generación los alelos recesivos 5 plants aumenta su frecuencia. leave offspring Dos plantas homocigóticas dominantes dejan CRCR CRCW CWCW progenie si el ambiente lo provee nutrientes CRCW CRCR CRCR necesarios. CRCR CRCW CRCR CRCR CWCW CWCW CRCW CWCW CRCW CRCW CRCR CRCR CRCW CRCW Generation 1 Generation 2 p (frequency of CR) = 0.7 p = 0.5 q (frequency of CW) = 0.3 q = 0.5 FIGURE 23.9–3 5 plants 2 plants leave leave offspring offspring CRCR CRCW CRCR CWCW CRCR CRCW CRCR CRCR CRCR CRCR CRCR CRCW CRCR CRCR CWCW CWCW CRCR CRCR CRCW CWCW CRCR CRCR CRCW CRCW CRCR CRCR CRCR CRCW CRCW CRCR Generation 1 Generation 2 Generation 3 p (frequency of CR) = 0.7 p = 0.5 p = 1.0 q (frequency of CW) = 0.3 q = 0.5 q = 0.0  DERIVA GENETICA EFECTO DEL FUNDADOR  Se produce cuando algunos individuos se aislan (o son aislados) de una población grande. Este grupo pequeño puede establecer una nueva población. A = 0.6 a = 0.4  DERIVA GENETICA EFECTO DEL FUNDADOR  Se produce cuando algunos individuos se aislan (o son aislados) de una población grande. Este grupo pequeño puede establecer una nueva población. A = 0.6 a = 0.4  DERIVA GENETICA EFECTO DEL FUNDADOR  Se produce cuando algunos individuos se aislan (o son aislados) de una población A = 1.0 grande. Este grupo pequeño a = 0.0 puede establecer una nueva población. A = 0.6 a = 0.4 A = 1.0 a = 0.0 DERIVA GENETICA CUELLO DE BOTELLA  …es una repentina reducción en tamaño de la población debido a un cambio en el ambiente.  Ejemplo: fuegos, derrumbes.  Deriva genetica– cuello de botella A = 0.6 a = 0.4  Deriva genetica– cuello de botella A = 0.6 a = 0.4  Deriva genetica– cuello de botella A= a=  Deriva genetica– cuello de botella A = 0.17 a = 0.83 RESUMEN SOBRE DERIVA GENÉTICA: Efecto significatvo en poblaciones pequeñas Los eventos pueden causar una desproporcion de alelo en la próxima generación. Puede causar cambio en la frecuencia de alelos Un alelo puede incrementar su frecuencia un año y en el próximo disminuir. Estas frecuencias no se pueden determinar. Puede provocar la Perdida de variación genética Como la frecuencia puede cambiar año tras año, deriva genética puede desaparecer alelos. Puede causar que alelos dañinos aumenten Alelos que sean beneficiosos o dañinos tienen la probabilidad de aumentar y ser fijados en la próxima generación.  FLUJO DE GENES  …consiste en el movimiento de alelos entre poblaciones.  Los alelos pueden ser transferidos a través del movimiento de individuos fértiles o gametos (por ejemplo, polen)  La transferencia de alelos puede afectar como las poblaciones se pueden adaptar al ambiente. Concepto 23.4: La selección natural es el único mecanismo que provoca constantemente evolución adaptativa SELECCIÓN NATURAL  La evolución por selección natural implica tanto el “chance” (oportunidad de crear nuevas variaciones genéticas) y “sorting“ (favorecer unos alelos que otros).  Nuevas variaciones genéticas ocurren por casualidad.  Alelos beneficiosos son “sorted" y favorecidos por la selección natural. RELATIVE FITNESS – CAPACIDAD (APTITUD) RELATIVA  …es la contribución que un individuo le hace al acervo genético de la próxima generación, en relación con las contribuciones de otros individuos. MODOS DE SELECCIÓN NATURAL La selección natural puede cambiar la distribución de las frecuencias heredadas de tres maneras. Va a depender de que fenotipos en una población son favorables. MODOS DE SELECCIÓN NATURAL  Selección direccional favorece a individuos en un extremo del rango fenotípico. Las condiciones favorecen los individuos que tienen las características del extremo.  Selección disruptiva favorece a individuos en ambos extremos del rango fenotípico. Las condiciones favorecen ambos individuos de los extremos, sin embargo, los de medio no son favorecidos.  Selección estabilizante favorece las variantes intermedias y actúa contra los fenotipos extremos. Las condiciones afectan los extremos y favorece los individuos del medio. FIGURA 23.13 MODOS DE SELECCIÓN THE KEY ROLE OF NATURAL SELECTION IN ADAPTIVE EVOLUTION  Deriva genética y Flujo de genes puede llevar a que las frecuencias de los alelos cambien y por lo tanto llevar a un pareo entre los individuos.  Estos cambios no son consistentes  Selección natural es el único mecanismo evolutivo que consistentemente lleva a la evolución adaptativa. SELECCIÓN SEXUAL  La selección sexual es la selección natural para el éxito de apareamiento.  Como: una forma natural de seleccionar individuos con ciertas características.  Esas características son mejores en ese organismo que en otro. Dimorfismo sexual Características secundarias entre el macho y la hembra. SELECCIÓN SEXUAL  La selección intrasexual es competencia directa entre los individuos de un sexo (a menudo los machos) por compañeras del sexo opuesto.  La selección intersexual, a menudo llamada la elección de pareja, se produce cuando los individuos de un sexo (normalmente hembras) son exigentes en la selección de sus compañeros. SELECCIÓN BALANCEADA (EQUILIBRIO)  …se produce cuando la selección natural mantiene frecuencias estables de dos o más formas fenotípicas en una población.  Ventaja del heterocigótico  Selección dependiente de la frecuencia VENTAJA DEL HETEROCIGÓTICO  …se produce cuando los heterocigotos tienen una “fitness” superior que ambos homocigotos. En regiones donde el parásito de la malaria es común, se favorece la selección de individuos heterocigotos para el alelo falciforme. VENTAJA DEL Locus en humano que codifica para la subunidad B de hemoglobina. HETEROCIGÓTICO En individuos homocigóticos algunos alelos recesivos expresan la enfermedad de anemia falciforme (distorsión de las células sanguíneas). Esto causa varios problemas en los riñones, corazón y cerebro. Sin embargo, para algunos heterocigóticos, algunas células sanguíneas presentan la malformación, sin embargo, no es una enfermedad. Heterocigóticos para la anemia falciforme son protegidos de la enfermedad de malaria. Se debe a que la célula malformada se destruye rápidamente matando el parásito. En algunos trópicos, los heterocigóticos tienen ventaja de los homocigóticos dominantes y hasta de los homocigóticos recesivos.