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Teresa Audesirk • Gerald Audesirk • Bruce E. Byers




Biología: la vida en la Tierra
                 Octava Edición


       Clase para el capítulo 15
     Cómo evolucionan los organismos


                             Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.
Pensamos que los hospitales son lugares para buscar protección contra las
enfermedades, pero también son sitios que favorecen la evolución de gérmenes
                      resistentes a los medicamentos.
Contenido del capítulo 15
• 15.1 ¿Cómo se relacionan las poblaciones, los
  genes y la evolución?
• 15.2 ¿Qué causa la evolución?
• 15.3 ¿Cómo funciona la selección natural?
Contenido de la sección 15.1
• 15.1 ¿Cómo se relacionan las
  poblaciones, los genes y la evolución?
  – Los genes y el ambiente interactúan para
    determinar las características.
  – La poza génica es la suma de los genes de
    una población.
  – La evolución es el cambio de la frecuencia de
    alelos dentro de una población.
  – La población en equilibrio es una población
    hipotética donde no ocurre la evolución.
Determinación de rasgos
• Todas las células contienen DNA.
• Un gen es un segmento de DNA que se
  encuentra en un lugar específico de un
  cromosoma.
Determinación de rasgos
• En los individuos diploides, cada gen
  consiste en dos alelos (su genotipo).
  – Un individuo cuyos alelos sean ambos
    iguales, se llama homocigoto de ese gen.
  – Un individuo con alelos diferentes de ese gen
    es heterocigoto.
Determinación de rasgos
• Por ejemplo, el color de el pelaje de un
  hámster es determinado por 2 alelos:
  – El alelo dominante codifica una enzima que
    cataliza la formación del pigmento negro.
  – El alelo recesivo codifica una enzima que
    cataliza el pigmento café.
Determinación de rasgos
• Si un hámster es homocigoto del alelo
  negro o es heterocigoto (un alelo negro y
  un alelo café), su pelaje contendrá el
  pigmento y será negro.
• Si el hámster es homocigoto del alelo
  café, sus folículos capilares no producirán
  pigmento negro y su pelaje será café.
FIGURA 15-1 Alelos, genotipo y fenotipo de los individuos
Determinación de rasgos
• El genotipo de un individuo también
  interactúa con el ambiente para determinar
  su apariencia física y sus rasgos de
  conducta (fenotipo).
Determinación de rasgos
• Los cambios que el individuo experimenta
  mientras crece y se desarrolla no son
  cambios evolutivos.
• Cambios evolutivos:
  – Se presentan de generación en generación.
  – Causan que los descendientes sean
    diferentes de sus ancestros.
  – Ocurren a nivel población.
La poza génica
• Una poblacion es un grupo de
  organismos de la misma especie que viven
  en cierta área.
• La genética de poblaciones define la poza
  génica como la suma de todos los genes
  en una población.
• La poza génica consiste en todos los
  alelos de todos los genes de todos los
  individuos de una población.
La poza génica
• Frecuencia de alelos: cada alelo tiene
  una proporción relativa en una población.
La poza génica
• Por ejemplo, el color del pelaje de los
  hámsteres:
  – Una población de 25 hámsteres contiene 50
    alelos del gen que controla el color del pelaje
    (los hámsteres son diploides).
  – Si 20 de esos 50 alelos son del tipo que
    codifica el pelaje negro, la frecuencia de ese
    alelo en la población es de 0.40 (o
    40%), porque 20/50 = 0.40.
FIGURA 15-2 Una poza génica
Evolución
• La evolución es el cambio en las
  frecuencias de alelos que ocurren en una
  poza génica con el transcurso del tiempo.
  – Si las frecuencias de alelos cambian de una
    generación a la siguiente, la población está
    evolucionando.
  – Si las frecuencias de alelos no cambian de
    generación en generación, la población NO
    está evolucionando.
El principio de Hardy-Weinberg
• En 1908, un sencillo modelo matemático
  fue propuesto por:
  – Godfrey H. Hardy (matemático inglés)
  – Wilhelm Weinberg (físico alemán)
Población en equilibrio
• El principio de Hardy-Weinberg
  demuestra que, en determinadas
  condiciones, las frecuencias de alelos y
  de genotipos de una población
  permanecerán constantes sin importar
  cuántas generaciones hayan pasado.
Población en equilibrio
• Una población en equilibrio es una
  población considerada como ideal y sin
  evolución, en la cual no cambian las
  frecuencias de alelos.
Población en equilibrio

• ¿Cómo se mantiene una población en
  equilibrio?
Población en equilibrio

•   El equilibrio se puede mantener siempre
    y cuando se cumplan las siguientes
    cinco condiciones:
    1. No debe haber mutación.
    2. No tiene que haber flujo de genes entre
       poblaciones.
    3. La población debe ser muy grande.
    4. Todos los apareamientos tienen que ser
       aleatorios.
    5. No debe haber selección natural.
Población en equilibrio

• Si se viola una o más de estas
  condiciones, entonces las frecuencias de
  alelos pueden cambiar.
Contenido de la sección 15.2
• 15.2 ¿Qué causa la evolución?
  – Las mutaciones son la fuente original de la
    variabilidad genética.
  – El flujo de genes entre poblaciones cambia las
    frecuencias de alelos.
  – Las frecuencias de alelos pueden cambiar en
    poblaciones pequeñas.
  – El apareamiento dentro de una población casi
    nunca es fortuito.
  – No todos los genotipos son igualmente
    benéficos.
Causas de la evolución
•    Se pueden predecir cinco causas
     principales del cambio evolutivo:
    1.   Mutación
    2.   Flujo de genes
    3.   Población pequeña
    4.   Apareamiento no aleatorio
    5.   Selección natural
Fuente original de la variabilidad
               genética
• Las mutaciones son cambios en la
  secuencia del DNA:
  – Por lo general tienen poco o ningún efecto
    inmediato.
  – Son la fuente de nuevos alelos.
  – Pueden transmitirse a los descendientes sólo si
    se presentan en células que producen gametos.
  – Pueden ser benéficas, dañinas, o neutras.
  – Ocurren de forma espontánea, no como
    resultado, ni como expectativa, de las
    necesidades ambientales.
Las mutaciones no están dirigidas
         hacia una meta
• Una mutación no surge como resultado, ni
  como expectativa, de las necesidades
  ambientales.
FIGURA 15-3 Las mutaciones ocurren de forma espontánea
Flujo de genes
• El flujo de genes es el movimiento de
  alelos entre poblaciones.
  – La inmigración agrega alelos a una población.
  – La emigración elimina alelos de una
    población.
Flujo de genes
• Los alelos se pueden mover entre
  poblaciones aun cuando los organismos
  no lo hagan.
  – Las plantas liberan sus semillas y su polen.
FIGURA 15-4 El polen puede ser
un agente de flujo de genes
Flujo de genes
• El principal efecto evolutivo del flujo de
  genes es incrementar la similitud genética
  de poblaciones diferentes de una especie.
Deriva genética de los alelos
• El proceso mediante el cual los eventos
  fortuitos cambian las frecuencias de alelos
  se llama deriva genética.
  – Tiene poco impacto en poblaciones muy
    grandes.
  – Ocurre más rápidamente y tiene un mayor
    efecto en poblaciones pequeñas.
FIGURA 15-5 Deriva genética
FIGURA 15-5 (parte 1)
Deriva genética
FIGURA 15-5 (parte 2)
Deriva genética
Sí importa el tamaño de la población

• El tamaño de la población afecta la deriva
  genética.
FIGURA 15-6 Efecto del tamaño de la población en la deriva genética
FIGURA 15-6a
Efecto del tamaño
de la población
en la deriva
genética
FIGURA 15-6b
Efecto del tamaño
de la población
en la deriva
genética
Causas de la deriva genética
• Existen dos causas de deriva genética:
  – Cuello de botella poblacional
  – Efecto fundador
Cuello de botella poblacional
• En el cuello de botella poblacional, una
  población se reduce en forma drástica, por
  ejemplo, debido a una catástrofe natural o
  a una cacería excesiva.
• Los cuellos de botella poblacionales
  pueden cambiar las frecuencias de alelos y
  reducir la variabilidad genética.
FIGURA 15-7a Los cuellos de botella poblacionales reducen la variación
Cuello de botella poblacional
• Elefante marino:
  – Se cazó al elefante marino casi hasta su
    extinción total en el siglo XIX.
  – Para la última década de ese siglo apenas
    sobrevivían unos 20 ejemplares.
  – La prohibición de su caza incrementó el
    número de elefantes marinos hasta llegar a
    cerca de 30,000 individuos.
  – Un análisis bioquímico muestra que todos los
    elefantes marinos septentrionales son casi
    genéticamente idénticos.
FIGURA 15-7b Los cuellos de botella poblacionales reducen la variación
Efecto fundador
• El efecto fundador se presenta cuando un
  número pequeño de organismos funda
  colonias aisladas.
Poblaciones fundadoras aisladas
• Por casualidad, las frecuencias de alelos
  de los fundadores pueden diferir de las de
  la población original.
• Con el transcurso del tiempo, la nueva
  población puede mostrar frecuencias de
  alelos que difieren de las de la población
  original.
FIGURA 15-8 Un ejemplo humano del efecto fundador
El apareamiento casi nunca es
            fortuito
• El apareamiento no aleatorio puede
  cambiar la distribución de genotipos en la
  población.
• Los organismos de una población rara vez
  se aparean en forma aleatoria.
El apareamiento casi nunca es
            fortuito

• Casi todos los animales se aparean con
  miembros cercanos de su especie.
• Ciertos animales, como el ganso de las
  nieves, muestran un apareamiento
  selectivo, que es una fuerte tendencia a
  aparearse con quienes son similares.
FIGURA 15-9 Apareamiento no aleatorio entre los gansos blancos
No todos los genotipos son iguales
 • La selección natural favorece a ciertos
   alelos a expensas de otros (por ejemplo la
   evolución de la bacteria resistente a la
   penicilina)…
No todos los genotipos son iguales
 • La penicilina comenzó a emplearse en forma
   generalizada durante la Segunda Guerra
   Mundial.
 • La penicilina mataba a casi todas las bacterias
   que causaban infecciones.
 • La penicilina no afectaba a las bacterias que
   tenían un extraño alelo que destruía a la
   penicilina que entraba en contacto con la
   célula bacteriana.
 • Las bacterias que portan ese extraño alelo
   sobrevivieron y se reprodujeron.
No todos los genotipos son iguales
 • La selección natural no origina cambios
   genéticos en los individuos.
   – El alelo causante de la resistencia a la
     penicilina surgió, de forma espontánea (antes
     de ser expuesto a la penicilina).
   – La presencia de la penicilina favoreció la
     supervivencia de las bacterias que contenían
     los alelos que destruyen la penicilina (se
     reproducen con más éxito), y no a las
     bacterias que carecían de ellos.
No todos los genotipos son iguales
 • La selección natural actúa sobre los
   individuos, pero las poblaciones cambian
   por evolución.
   – La penicilina (el agente de selección natural)
     actuó sobre bacterias individuales.
   – La población evolucionó al cambiar sus
     frecuencias de alelos.
No todos los genotipos son iguales
 • La evolución es un cambio en las
   frecuencias de alelos de una
   población, debido al éxito reproductivo
   diferencial entre organismos que portan
   alelos diferentes.
   – Las bacterias resistentes a la penicilina tenían
     una mayor eficacia biológica (éxito
     reproductivo) que las bacterias normales.
No todos los genotipos son iguales
 • La evolución no es progresiva; no hace
   que los organismos “sean mejores”.
   – Las bacterias resistentes resultaron
     favorecidas sólo debido a la presencia de la
     penicilina.
   – Los cuellos largos de las jirafas macho les
     son de utilidad cuando luchan por establecer
     su dominio.
No todos los genotipos
           son iguales
• La evolución es un acuerdo entre
  presiones opuestas…
FIGURA 15-10 Una acuerdo entre presiones opuestas
FIGURA 15-10a Un acuerdo
entre presiones opuestas
FIGURA 15-10b Un acuerdo
entre presiones opuestas
Diapositivas
Contenido de la sección 15.3
• 15.3 ¿Cómo funciona la selección
  natural?
  – La selección natural es en realidad una
    reproducción diferencial.
  – La selección natural actúa sobre los
    fenotipos.
  – Algunos fenotipos se reproducen con mayor
    éxito que otros.
  – La selección influye en las poblaciones de
    tres formas.
Selección natural

• La selección natural a menudo se asocia
  con la frase “supervivencia del más apto”.
• Los individuos más aptos son aquellos que
  no sólo sobreviven, sino que son capaces
  de producir muchos descendientes
  mientras viven.
Selección natural

• La selección de fenotipos influye en los
  genotipos presentes en una población.
  – Si una población de plantas de guisantes
    encontrara condiciones ambientales
    favorables para las plantas más
    grandes, entonces las plantas más grandes
    tendrían más retoños.
  – Estos retoños portarían los alelos que
    contribuyeron a la altura de sus progenitores.
Éxito de los fenotipos

• Los fenotipos exitosos son aquellos que
  tienen las mejores adaptaciones a su
  entorno particular.
  – Las adaptaciones son características que
    ayudan a un individuo a sobrevivir y a
    reproducirse.
Éxito de los fenotipos

• Las adaptaciones surgen gracias a las
  interacciones de los organismos tanto con
  los componentes vivos como con los
  componentes inanimados de sus
  ambientes.
El ambiente

• Los componentes inanimados (abióticos)
  incluyen:
  – El clima
  – La disponibilidad de agua
  – Los minerales del suelo
• Los componentes vivos (bióticos)
  incluyen:
  – Otros organismos
El ambiente

• Las interacciones con otros organismos
  incluyen:
  – La competencia
  – La coevolución
  – La selección sexual
Agentes de selección

• La competencia es la interacción de los
  individuos que tratan de utilizar un recurso
  limitado.
  – Puede ocurrir entre individuos de la misma
    especie o de especies diferentes.
  – Es más intensa entre miembros de la misma
    especie.
Agentes de selección

• La coevolución es la evolución de
  adaptaciones en dos especies debido a su
  extensa interacción.
  – Por ejemplo, las relaciones del predador con
    su presa.
Agentes de selección

• La depredación incluye cualquier
  situación en que un organismo (el
  depredador) se alimente de otro (la
  presa).
Agentes de selección

• La coevolución entre los depredadores y
  la presa es algo así como una “carrera
  armamentista biológica”.
  – El lobo depredador selecciona a un ciervo
    lento o descuidado.
  – Los ciervos veloces y alertas seleccionan a
    los lobos lentos y descuidados.
Selección sexual

• La selección sexual es la clase especial
  de selección que actúa con base en los
  rasgos que ayudan al animal a conseguir
  pareja.
Selección sexual

• Las características que ayudan a los
  machos a tener acceso a las hembras
  incluyen:
  – Rasgos llamativos (colores más
    brillantes, plumas o aletas
    largas, cornamentas muy embrolladas).
  – Exhibicionismo extravagante.
  – Canciones de cortejo ruidosas y complejas.
Selección sexual

• Las características derivadas de la
  selección sexual hacen que los machos
  sean más vulnerables ante los
  depredadores.
Selección sexual

• La competencia entre los machos para
  tener acceso a las hembras.
  – Favorece el desarrollo de estructuras para un
    ritual de combate.
FIGURA 15-11 La competencia entre machos favorece el desarrollo de estructuras
para un ritual de combate
Selección sexual

• Elección de pareja de las hembras.
  – Las estructuras y colores de los machos que
    no fomenten su supervivencia podrían ser
    señales exteriores de su salud y vigor.
FIGURA 15-12 A las
hembras pavo real les
atrae la exuberante
cola del macho
La selección influye en las
           poblaciones
• La selección natural y la selección sexual
  pueden influir en las poblaciones de tres
  formas:
   – Selección direccional
   – Selección estabilizadora
   – Selección disruptiva
Selección direccional
• La selección direccional ocurre cuando
  las condiciones ambientales cambian de
  una forma consistente.
Selección direccional
• Desplaza las características en una
  dirección específica.
  – Favorece a los individuos que poseen valores
    extremos.
  – Ejerce una selección desfavorable con los
    individuos promedio y con los individuos
    situados en el extremo opuesto.
  – Por ejemplo, la resistencia a los pesticidas, la
    resistencia a los antibióticos.
FIGURA 15-13 Las tres formas en que la selección influye en una población con
el paso del tiempo
Selección estabilizadora
• La selección estabilizadora ocurre
  cuando las condiciones ambientales son
  relativamente constantes.
• La variación de fenotipos disminuye:
  – Favorece a los individuos con el valor
    promedio.
  – Ejerce una selección desfavorable entre
    individuos con valores extremos.
Selección estabilizadora
• Por ejemplo, el tamaño del cuerpo de los
  lagartos Aristelliger.
  – Los más pequeños tienen dificultad para
    defender su territorio.
  – Los más grandes tienen mayor probabilidad de
    ser comidos por los búhos.
FIGURA 15-13 Las tres formas en que la selección influye en una población con
el paso del tiempo
Selección disruptiva
• La selección disruptiva ocurre cuando
  una población tiene más de un tipo de
  recursos útiles.
• Con el paso del tiempo, la población se
  divide en dos grupos de fenotipos.
  – Favorece a los individuos en ambos extremos
    de una característica.
  – Selecciona desfavorablemente entre
    individuos con valores intermedios.
Selección disruptiva
• Por ejemplo, el tamaño del pico de los
  pinzones cascanueces de vientre negro.
  – Las aves con picos más grandes comen
    semillas duras.
  – Las aves con picos más pequeños comen
    semillas suaves.
FIGURA 15-13 Las tres formas en que la selección influye en una población con
el paso del tiempo
FIGURA 15-14 Pinzones cascanueces de vientre negro
Polimorfismo equilibrado
• En el polimorfismo equilibrado se
  conservan dos o más fenotipos en una
  población.
Polimorfismo equilibrado
• El polimorfismo equilibrado a menudo
  ocurre cuando las condiciones ambientales
  favorecen a los heterocigotos.
  – Por ejemplo, un alelo de la hemoglobina
    defectuosa y un alelo de la hemoglobina
    normal en las regiones de África propensas a
    la malaria.

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  • 1. Teresa Audesirk • Gerald Audesirk • Bruce E. Byers Biología: la vida en la Tierra Octava Edición Clase para el capítulo 15 Cómo evolucionan los organismos Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.
  • 2. Pensamos que los hospitales son lugares para buscar protección contra las enfermedades, pero también son sitios que favorecen la evolución de gérmenes resistentes a los medicamentos.
  • 3. Contenido del capítulo 15 • 15.1 ¿Cómo se relacionan las poblaciones, los genes y la evolución? • 15.2 ¿Qué causa la evolución? • 15.3 ¿Cómo funciona la selección natural?
  • 4. Contenido de la sección 15.1 • 15.1 ¿Cómo se relacionan las poblaciones, los genes y la evolución? – Los genes y el ambiente interactúan para determinar las características. – La poza génica es la suma de los genes de una población. – La evolución es el cambio de la frecuencia de alelos dentro de una población. – La población en equilibrio es una población hipotética donde no ocurre la evolución.
  • 5. Determinación de rasgos • Todas las células contienen DNA. • Un gen es un segmento de DNA que se encuentra en un lugar específico de un cromosoma.
  • 6. Determinación de rasgos • En los individuos diploides, cada gen consiste en dos alelos (su genotipo). – Un individuo cuyos alelos sean ambos iguales, se llama homocigoto de ese gen. – Un individuo con alelos diferentes de ese gen es heterocigoto.
  • 7. Determinación de rasgos • Por ejemplo, el color de el pelaje de un hámster es determinado por 2 alelos: – El alelo dominante codifica una enzima que cataliza la formación del pigmento negro. – El alelo recesivo codifica una enzima que cataliza el pigmento café.
  • 8. Determinación de rasgos • Si un hámster es homocigoto del alelo negro o es heterocigoto (un alelo negro y un alelo café), su pelaje contendrá el pigmento y será negro. • Si el hámster es homocigoto del alelo café, sus folículos capilares no producirán pigmento negro y su pelaje será café.
  • 9. FIGURA 15-1 Alelos, genotipo y fenotipo de los individuos
  • 10. Determinación de rasgos • El genotipo de un individuo también interactúa con el ambiente para determinar su apariencia física y sus rasgos de conducta (fenotipo).
  • 11. Determinación de rasgos • Los cambios que el individuo experimenta mientras crece y se desarrolla no son cambios evolutivos. • Cambios evolutivos: – Se presentan de generación en generación. – Causan que los descendientes sean diferentes de sus ancestros. – Ocurren a nivel población.
  • 12. La poza génica • Una poblacion es un grupo de organismos de la misma especie que viven en cierta área. • La genética de poblaciones define la poza génica como la suma de todos los genes en una población. • La poza génica consiste en todos los alelos de todos los genes de todos los individuos de una población.
  • 13. La poza génica • Frecuencia de alelos: cada alelo tiene una proporción relativa en una población.
  • 14. La poza génica • Por ejemplo, el color del pelaje de los hámsteres: – Una población de 25 hámsteres contiene 50 alelos del gen que controla el color del pelaje (los hámsteres son diploides). – Si 20 de esos 50 alelos son del tipo que codifica el pelaje negro, la frecuencia de ese alelo en la población es de 0.40 (o 40%), porque 20/50 = 0.40.
  • 15. FIGURA 15-2 Una poza génica
  • 16. Evolución • La evolución es el cambio en las frecuencias de alelos que ocurren en una poza génica con el transcurso del tiempo. – Si las frecuencias de alelos cambian de una generación a la siguiente, la población está evolucionando. – Si las frecuencias de alelos no cambian de generación en generación, la población NO está evolucionando.
  • 17. El principio de Hardy-Weinberg • En 1908, un sencillo modelo matemático fue propuesto por: – Godfrey H. Hardy (matemático inglés) – Wilhelm Weinberg (físico alemán)
  • 18. Población en equilibrio • El principio de Hardy-Weinberg demuestra que, en determinadas condiciones, las frecuencias de alelos y de genotipos de una población permanecerán constantes sin importar cuántas generaciones hayan pasado.
  • 19. Población en equilibrio • Una población en equilibrio es una población considerada como ideal y sin evolución, en la cual no cambian las frecuencias de alelos.
  • 20. Población en equilibrio • ¿Cómo se mantiene una población en equilibrio?
  • 21. Población en equilibrio • El equilibrio se puede mantener siempre y cuando se cumplan las siguientes cinco condiciones: 1. No debe haber mutación. 2. No tiene que haber flujo de genes entre poblaciones. 3. La población debe ser muy grande. 4. Todos los apareamientos tienen que ser aleatorios. 5. No debe haber selección natural.
  • 22. Población en equilibrio • Si se viola una o más de estas condiciones, entonces las frecuencias de alelos pueden cambiar.
  • 23. Contenido de la sección 15.2 • 15.2 ¿Qué causa la evolución? – Las mutaciones son la fuente original de la variabilidad genética. – El flujo de genes entre poblaciones cambia las frecuencias de alelos. – Las frecuencias de alelos pueden cambiar en poblaciones pequeñas. – El apareamiento dentro de una población casi nunca es fortuito. – No todos los genotipos son igualmente benéficos.
  • 24. Causas de la evolución • Se pueden predecir cinco causas principales del cambio evolutivo: 1. Mutación 2. Flujo de genes 3. Población pequeña 4. Apareamiento no aleatorio 5. Selección natural
  • 25. Fuente original de la variabilidad genética • Las mutaciones son cambios en la secuencia del DNA: – Por lo general tienen poco o ningún efecto inmediato. – Son la fuente de nuevos alelos. – Pueden transmitirse a los descendientes sólo si se presentan en células que producen gametos. – Pueden ser benéficas, dañinas, o neutras. – Ocurren de forma espontánea, no como resultado, ni como expectativa, de las necesidades ambientales.
  • 26. Las mutaciones no están dirigidas hacia una meta • Una mutación no surge como resultado, ni como expectativa, de las necesidades ambientales.
  • 27. FIGURA 15-3 Las mutaciones ocurren de forma espontánea
  • 28. Flujo de genes • El flujo de genes es el movimiento de alelos entre poblaciones. – La inmigración agrega alelos a una población. – La emigración elimina alelos de una población.
  • 29. Flujo de genes • Los alelos se pueden mover entre poblaciones aun cuando los organismos no lo hagan. – Las plantas liberan sus semillas y su polen.
  • 30. FIGURA 15-4 El polen puede ser un agente de flujo de genes
  • 31. Flujo de genes • El principal efecto evolutivo del flujo de genes es incrementar la similitud genética de poblaciones diferentes de una especie.
  • 32. Deriva genética de los alelos • El proceso mediante el cual los eventos fortuitos cambian las frecuencias de alelos se llama deriva genética. – Tiene poco impacto en poblaciones muy grandes. – Ocurre más rápidamente y tiene un mayor efecto en poblaciones pequeñas.
  • 33. FIGURA 15-5 Deriva genética
  • 34. FIGURA 15-5 (parte 1) Deriva genética
  • 35. FIGURA 15-5 (parte 2) Deriva genética
  • 36. Sí importa el tamaño de la población • El tamaño de la población afecta la deriva genética.
  • 37. FIGURA 15-6 Efecto del tamaño de la población en la deriva genética
  • 38. FIGURA 15-6a Efecto del tamaño de la población en la deriva genética
  • 39. FIGURA 15-6b Efecto del tamaño de la población en la deriva genética
  • 40. Causas de la deriva genética • Existen dos causas de deriva genética: – Cuello de botella poblacional – Efecto fundador
  • 41. Cuello de botella poblacional • En el cuello de botella poblacional, una población se reduce en forma drástica, por ejemplo, debido a una catástrofe natural o a una cacería excesiva. • Los cuellos de botella poblacionales pueden cambiar las frecuencias de alelos y reducir la variabilidad genética.
  • 42. FIGURA 15-7a Los cuellos de botella poblacionales reducen la variación
  • 43. Cuello de botella poblacional • Elefante marino: – Se cazó al elefante marino casi hasta su extinción total en el siglo XIX. – Para la última década de ese siglo apenas sobrevivían unos 20 ejemplares. – La prohibición de su caza incrementó el número de elefantes marinos hasta llegar a cerca de 30,000 individuos. – Un análisis bioquímico muestra que todos los elefantes marinos septentrionales son casi genéticamente idénticos.
  • 44. FIGURA 15-7b Los cuellos de botella poblacionales reducen la variación
  • 45. Efecto fundador • El efecto fundador se presenta cuando un número pequeño de organismos funda colonias aisladas.
  • 46. Poblaciones fundadoras aisladas • Por casualidad, las frecuencias de alelos de los fundadores pueden diferir de las de la población original. • Con el transcurso del tiempo, la nueva población puede mostrar frecuencias de alelos que difieren de las de la población original.
  • 47. FIGURA 15-8 Un ejemplo humano del efecto fundador
  • 48. El apareamiento casi nunca es fortuito • El apareamiento no aleatorio puede cambiar la distribución de genotipos en la población. • Los organismos de una población rara vez se aparean en forma aleatoria.
  • 49. El apareamiento casi nunca es fortuito • Casi todos los animales se aparean con miembros cercanos de su especie. • Ciertos animales, como el ganso de las nieves, muestran un apareamiento selectivo, que es una fuerte tendencia a aparearse con quienes son similares.
  • 50. FIGURA 15-9 Apareamiento no aleatorio entre los gansos blancos
  • 51. No todos los genotipos son iguales • La selección natural favorece a ciertos alelos a expensas de otros (por ejemplo la evolución de la bacteria resistente a la penicilina)…
  • 52. No todos los genotipos son iguales • La penicilina comenzó a emplearse en forma generalizada durante la Segunda Guerra Mundial. • La penicilina mataba a casi todas las bacterias que causaban infecciones. • La penicilina no afectaba a las bacterias que tenían un extraño alelo que destruía a la penicilina que entraba en contacto con la célula bacteriana. • Las bacterias que portan ese extraño alelo sobrevivieron y se reprodujeron.
  • 53. No todos los genotipos son iguales • La selección natural no origina cambios genéticos en los individuos. – El alelo causante de la resistencia a la penicilina surgió, de forma espontánea (antes de ser expuesto a la penicilina). – La presencia de la penicilina favoreció la supervivencia de las bacterias que contenían los alelos que destruyen la penicilina (se reproducen con más éxito), y no a las bacterias que carecían de ellos.
  • 54. No todos los genotipos son iguales • La selección natural actúa sobre los individuos, pero las poblaciones cambian por evolución. – La penicilina (el agente de selección natural) actuó sobre bacterias individuales. – La población evolucionó al cambiar sus frecuencias de alelos.
  • 55. No todos los genotipos son iguales • La evolución es un cambio en las frecuencias de alelos de una población, debido al éxito reproductivo diferencial entre organismos que portan alelos diferentes. – Las bacterias resistentes a la penicilina tenían una mayor eficacia biológica (éxito reproductivo) que las bacterias normales.
  • 56. No todos los genotipos son iguales • La evolución no es progresiva; no hace que los organismos “sean mejores”. – Las bacterias resistentes resultaron favorecidas sólo debido a la presencia de la penicilina. – Los cuellos largos de las jirafas macho les son de utilidad cuando luchan por establecer su dominio.
  • 57. No todos los genotipos son iguales • La evolución es un acuerdo entre presiones opuestas…
  • 58. FIGURA 15-10 Una acuerdo entre presiones opuestas
  • 59. FIGURA 15-10a Un acuerdo entre presiones opuestas
  • 60. FIGURA 15-10b Un acuerdo entre presiones opuestas
  • 62. Contenido de la sección 15.3 • 15.3 ¿Cómo funciona la selección natural? – La selección natural es en realidad una reproducción diferencial. – La selección natural actúa sobre los fenotipos. – Algunos fenotipos se reproducen con mayor éxito que otros. – La selección influye en las poblaciones de tres formas.
  • 63. Selección natural • La selección natural a menudo se asocia con la frase “supervivencia del más apto”. • Los individuos más aptos son aquellos que no sólo sobreviven, sino que son capaces de producir muchos descendientes mientras viven.
  • 64. Selección natural • La selección de fenotipos influye en los genotipos presentes en una población. – Si una población de plantas de guisantes encontrara condiciones ambientales favorables para las plantas más grandes, entonces las plantas más grandes tendrían más retoños. – Estos retoños portarían los alelos que contribuyeron a la altura de sus progenitores.
  • 65. Éxito de los fenotipos • Los fenotipos exitosos son aquellos que tienen las mejores adaptaciones a su entorno particular. – Las adaptaciones son características que ayudan a un individuo a sobrevivir y a reproducirse.
  • 66. Éxito de los fenotipos • Las adaptaciones surgen gracias a las interacciones de los organismos tanto con los componentes vivos como con los componentes inanimados de sus ambientes.
  • 67. El ambiente • Los componentes inanimados (abióticos) incluyen: – El clima – La disponibilidad de agua – Los minerales del suelo • Los componentes vivos (bióticos) incluyen: – Otros organismos
  • 68. El ambiente • Las interacciones con otros organismos incluyen: – La competencia – La coevolución – La selección sexual
  • 69. Agentes de selección • La competencia es la interacción de los individuos que tratan de utilizar un recurso limitado. – Puede ocurrir entre individuos de la misma especie o de especies diferentes. – Es más intensa entre miembros de la misma especie.
  • 70. Agentes de selección • La coevolución es la evolución de adaptaciones en dos especies debido a su extensa interacción. – Por ejemplo, las relaciones del predador con su presa.
  • 71. Agentes de selección • La depredación incluye cualquier situación en que un organismo (el depredador) se alimente de otro (la presa).
  • 72. Agentes de selección • La coevolución entre los depredadores y la presa es algo así como una “carrera armamentista biológica”. – El lobo depredador selecciona a un ciervo lento o descuidado. – Los ciervos veloces y alertas seleccionan a los lobos lentos y descuidados.
  • 73. Selección sexual • La selección sexual es la clase especial de selección que actúa con base en los rasgos que ayudan al animal a conseguir pareja.
  • 74. Selección sexual • Las características que ayudan a los machos a tener acceso a las hembras incluyen: – Rasgos llamativos (colores más brillantes, plumas o aletas largas, cornamentas muy embrolladas). – Exhibicionismo extravagante. – Canciones de cortejo ruidosas y complejas.
  • 75. Selección sexual • Las características derivadas de la selección sexual hacen que los machos sean más vulnerables ante los depredadores.
  • 76. Selección sexual • La competencia entre los machos para tener acceso a las hembras. – Favorece el desarrollo de estructuras para un ritual de combate.
  • 77. FIGURA 15-11 La competencia entre machos favorece el desarrollo de estructuras para un ritual de combate
  • 78. Selección sexual • Elección de pareja de las hembras. – Las estructuras y colores de los machos que no fomenten su supervivencia podrían ser señales exteriores de su salud y vigor.
  • 79. FIGURA 15-12 A las hembras pavo real les atrae la exuberante cola del macho
  • 80. La selección influye en las poblaciones • La selección natural y la selección sexual pueden influir en las poblaciones de tres formas: – Selección direccional – Selección estabilizadora – Selección disruptiva
  • 81. Selección direccional • La selección direccional ocurre cuando las condiciones ambientales cambian de una forma consistente.
  • 82. Selección direccional • Desplaza las características en una dirección específica. – Favorece a los individuos que poseen valores extremos. – Ejerce una selección desfavorable con los individuos promedio y con los individuos situados en el extremo opuesto. – Por ejemplo, la resistencia a los pesticidas, la resistencia a los antibióticos.
  • 83. FIGURA 15-13 Las tres formas en que la selección influye en una población con el paso del tiempo
  • 84. Selección estabilizadora • La selección estabilizadora ocurre cuando las condiciones ambientales son relativamente constantes. • La variación de fenotipos disminuye: – Favorece a los individuos con el valor promedio. – Ejerce una selección desfavorable entre individuos con valores extremos.
  • 85. Selección estabilizadora • Por ejemplo, el tamaño del cuerpo de los lagartos Aristelliger. – Los más pequeños tienen dificultad para defender su territorio. – Los más grandes tienen mayor probabilidad de ser comidos por los búhos.
  • 86. FIGURA 15-13 Las tres formas en que la selección influye en una población con el paso del tiempo
  • 87. Selección disruptiva • La selección disruptiva ocurre cuando una población tiene más de un tipo de recursos útiles. • Con el paso del tiempo, la población se divide en dos grupos de fenotipos. – Favorece a los individuos en ambos extremos de una característica. – Selecciona desfavorablemente entre individuos con valores intermedios.
  • 88. Selección disruptiva • Por ejemplo, el tamaño del pico de los pinzones cascanueces de vientre negro. – Las aves con picos más grandes comen semillas duras. – Las aves con picos más pequeños comen semillas suaves.
  • 89. FIGURA 15-13 Las tres formas en que la selección influye en una población con el paso del tiempo
  • 90. FIGURA 15-14 Pinzones cascanueces de vientre negro
  • 91. Polimorfismo equilibrado • En el polimorfismo equilibrado se conservan dos o más fenotipos en una población.
  • 92. Polimorfismo equilibrado • El polimorfismo equilibrado a menudo ocurre cuando las condiciones ambientales favorecen a los heterocigotos. – Por ejemplo, un alelo de la hemoglobina defectuosa y un alelo de la hemoglobina normal en las regiones de África propensas a la malaria.