Microevolución y macroevolución: microevolución

Microevolución

Microevolución y macroevolución

  • Introducción
  • Microevolución
  • Especiación
  • Macroevolución

Microevolución es el cambio en el genoma, o acervo de genes, para una especie dada en un período de tiempo geológico relativamente corto por las alteraciones de individuos que se reproducen exitosamente dentro de una población. La evolución es el cambio en el acervo genético de una especie de modo que el organismo se convierte en una nueva especie. La presión ambiental favorece los cambios que permiten que un organismo se reproduzca con más éxito en ese entorno. Algunas condiciones ambientales son más duras que otras, y los organismos pueden tener que adaptarse más para sobrevivir: áreas donde las presiones ambientales son estables, o los organismos se han adaptado a ellas, exhiben poblaciones que no evolucionan. Curiosamente, en una población que no evoluciona, la frecuencia alélica , frecuencia de genotipo , y frecuencia del fenotipo permanecer en equilibrio genético . En otras palabras, la variedad aleatoria de genes durante la reproducción sexual no altera la composición genética de la reserva genética para esa población. Este fenómeno fue iluminado por el razonamiento matemático de un médico alemán, Weinberg, y un matemático británico, Hardy, ambos trabajando independientemente en 1908. Sus esfuerzos combinados se conocen ahora como el modelo de equilibrio de Hardy-Weinberg.



Equilibrio de Hardy-Weinberg

Para demostrar el equilibrio de Hardy-Weinberg, suponga que G yg son los alelos dominantes y recesivos para un rasgo donde GG = verde, gg = amarillo y Gg = naranja. En nuestra población imaginaria de 1000 individuos, supongamos que 600 tienen el genotipo GG, 300 son Gg y 100 son gg. La frecuencia de alelos y genotipos para cada alelo se calcula dividiendo la población total entre el número de cada genotipo:

  • GG = 600 / 1,000 = .6
  • Gg = 300 / 1,000 = .3
  • días = 100 / 1,000 = .1

Una vez que se ha determinado la frecuencia del alelo, podemos predecir la frecuencia del alelo en la primera generación de descendientes.

Primero, determine el número total de alelos posibles en la primera generación. En este caso imaginario, debido a que cada organismo tiene 2 alelos y hay 1,000 organismos, el número de alelos posibles en la primera generación de descendencia es:

  • 2 1,000 = 2,000

A continuación, examine la posibilidad de cada alelo. Para el alelo G, deben considerarse tanto los individuos GG como los Gg. Tomado por separado,

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  • GG = 2600 = 1.200
  • + Gg = 300
  • 1,500
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La carta pag se utiliza para identificar la frecuencia alélica del alelo dominante (.75) y q para el alelo recesivo (.25). Tenga en cuenta que pag + q = 1.

Por tanto, la frecuencia del alelo G es:

  • 1,500/2,000 = .75

Para el alelo g, el cálculo es similar:

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  • Días = 300
  • + días = 2100 = 200
  • 500

Por tanto, la frecuencia del alelo g es:

  • 500/2,000 = .25

Hardy-Weinberg también puede predecir frecuencias de genotipos de segunda generación. Del ejemplo anterior, las frecuencias alélicas para los únicos alelos posibles son p = 0,75 (G) y q = .25 (g) después de la meiosis. Por lo tanto, la probabilidad de una descendencia GG es pag pag = pag 2o (.75) (.75) = 55 por ciento. Para la posibilidad de gg, las frecuencias alélicas son q q o (.25) (.25) = 6 por ciento. Para el genotipo heterocigoto, el alelo dominante puede provenir de cualquiera de los padres, por lo que hay dos posibilidades: Gg = 2 pq = 2 (.75) (. 25) = 39 por ciento.

Tenga en cuenta que los porcentajes son iguales a 100 y las frecuencias alélicas ( pag y q ) son idénticas a la frecuencia del genotipo en la primera generación. Debido a que no hay variación en esta situación hipotética, está en equilibrio Hardy-Weinberg, y tanto las frecuencias de genes como de alelos permanecerán sin cambios hasta que actúen sobre ellas una fuerza o fuerzas externas. Por lo tanto, la población se encuentra en un equilibrio estable sin cambios innatos en las características fenotípicas. Como se menciona en Desarrollo histórico y mecanismos de evolución y selección natural, las poblaciones tienden a no permanecer en el equilibrio de Hardy-Weinberg durante mucho tiempo debido a las presiones ambientales.

La ecuación de Hardy-Weinberg destaca el hecho de que la reproducción sexual no altera las frecuencias alélicas en un acervo genético. También ayuda a identificar un equilibrio genético en una población que rara vez existe en un entorno natural porque cinco factores impactan el equilibrio de Hardy-Weinberg y crean su propio método para microevolución . Tenga en cuenta que los primeros cuatro no involucran la selección natural:

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  • Mutación
  • Migración de genes
  • Deriva genética
  • Apareamiento no aleatorio
  • Seleccion natural

Consulte Desarrollo histórico y mecanismos de evolución y selección natural para una cobertura más profunda del modelo de selección natural.

Bioterms

A mutación es un cambio hereditario de un gen mediante uno de varios mecanismos diferentes que alteran la secuenciación del ADN de un alelo existente para crear un nuevo alelo para ese gen.

Mutación

Un mecanismo principal para la microevolución es la formación de nuevos alelos por mutación . Los errores espontáneos en la replicación del ADN crean nuevos alelos instantáneamente, mientras que los mutágenos físicos y químicos, como la luz ultravioleta, crean mutaciones constantemente a un ritmo menor. Las mutaciones afectan el equilibrio genético al alterar el ADN, creando así nuevos alelos que luego pueden convertirse en parte del acervo genético reproductivo de una población. Cuando un nuevo alelo crea una ventaja para la descendencia, el número de individuos con el nuevo alelo puede aumentar drásticamente a lo largo de generaciones sucesivas. Este fenómeno no es causado por la mutación que de alguna manera sobrefabrica el alelo, sino por la reproducción exitosa de individuos que poseen el nuevo alelo. Debido a que las mutaciones son el único proceso que crea nuevos alelos, es el único mecanismo que finalmente aumenta la variación genética.

Migración de genes

Migración de genes es el movimiento de alelos dentro o fuera de una población, ya sea por inmigración o emigración de individuos o grupos. Cuando los genes fluyen de una población a otra, ese flujo puede aumentar la variación genética para las poblaciones individuales, pero disminuye la variabilidad genética entre las poblaciones, haciéndolas más homogéneas. La migración de genes es el efecto opuesto de aislamiento reproductivo , que tiende a estar genéticamente cerca del equilibrio de Hardy-Weinberg.

Deriva genética

Deriva genética es el fenómeno por el cual el azar o los eventos aleatorios cambian las frecuencias alélicas en una población. La deriva genética tiene un efecto tremendo en poblaciones pequeñas donde el acervo genético es tan pequeño que los eventos fortuitos menores influyen en gran medida en la aritmética de Hardy-Weinberg. El hecho de que un solo organismo o pequeños grupos de organismos no se reproduzcan crea una gran deriva genética en una pequeña población debido a la pérdida de genes que no se transmitieron a la siguiente generación. Por el contrario, las poblaciones grandes, definidas estadísticamente como más de 100 individuos en reproducción, son proporcionalmente menos afectadas por eventos aleatorios aislados y retienen una frecuencia de alelos más estable con una baja deriva genética.

Dos tipos de deriva genética actúan cuando una gran población se modifica para ser considerada estadísticamente como una pequeña población: efecto de fragmentación y efecto pionero.

El efecto de fragmentación es un tipo de deriva genética que ocurre cuando una ocurrencia natural, como un incendio o un huracán, o un evento provocado por el hombre, como la destrucción del hábitat o la caza excesiva, divide o reduce de manera no selectiva una población para que contenga menos variabilidad genética que la que alguna vez fue grande población. Una gran población puede fragmentarse cuando una presa artificial crea un gran lago donde alguna vez un río fácilmente vadeado no obstaculizaba el movimiento. Asimismo, una nueva carretera puede aislar especies a ambos lados. El resultado neto es un pequeño fragmento que se separa reproductivamente del grupo principal. El grupo fragmentado no se aisló debido a la selección natural, por lo que puede contener un fragmento o toda la variación genética de la población más grande.

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Incluso cuando las poblaciones pequeñas se recuperan, su variabilidad genética sigue siendo tan baja que siguen en peligro de extinción por un solo evento catastrófico.

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Los zoológicos gastan una gran cantidad de tiempo, dinero y energía en un esfuerzo por aumentar su diversidad genética mediante la localización de nuevos organismos reproductores para el apareamiento, generalmente de otros zoológicos.

El efecto pionero ocurre cuando un pequeño grupo se separa de la población más grande para colonizar un nuevo territorio. Al igual que el efecto de fragmentación, los pioneros, que pueden consistir en una sola semilla o par de apareamiento, siguen siendo una amenaza de extinción porque no tienen la diversidad genética del cuerpo principal y, por lo tanto, es menos probable que produzcan descendencia capaz de sobrevivir a los cambios en el cuerpo principal. medio ambiente. Aunque una población pionera se reproduce con éxito, la variación genética no ha aumentado. ¡Así que el peligro que implica la supervivencia en un entorno cambiante todavía existe!

Apareamiento no aleatorio

La ecuación de Hardy-Weinberg asume que todos los machos tienen la misma posibilidad de fertilizar a todas las hembras. Sin embargo, en la naturaleza, esto rara vez es cierto debido a una serie de factores, como la proximidad geográfica, como es el caso de las plantas enraizadas. De hecho, el apareamiento no aleatorio definitivo es el acto de autofertilización que es común en algunas plantas. En otros casos, a medida que se acerca la temporada reproductiva, el número de parejas deseables está limitado por su presencia (o ausencia) así como por sus rituales competitivos de pre-apareamiento. Finalmente, los botánicos y zoólogos practican el apareamiento no aleatorio mientras intentan criar más y mejores organismos para beneficio económico.

Extraído de The Complete Idiot's Guide to Biology 2004 por Glen E. Moulton, Ed.D .. Todos los derechos reservados, incluido el derecho de reproducción total o parcial en cualquier forma. Usado por acuerdo con Libros Alfa , miembro de Penguin Group (USA) Inc.

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