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Impacto de la selección natural en el tamaño de la población

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Realicé un laboratorio con mi clase de Biología 11 del IB, sobre los cambios en las frecuencias alélicas dentro de las generaciones, supervisando la selección natural de un fenotipo ventajoso. Estábamos buscando concluir algún tipo de vínculo entre las frecuencias alélicas cambiantes y un número de población general cambiante de la especie. Los resultados de laboratorio vieron que a medida que aumentaba la frecuencia del fenotipo ventajoso, la población total disminuía y luego aumentaba después de la tercera generación. ¿Alguien puede señalar las posibles razones de por qué ocurrió esto, con respecto a cualquier factor? La siguiente imagen muestra la frecuencia del alelo ventajoso frente a la población total.


Esto es bastante básico, debería haberlo aprendido en el primer año, pero, aquí ... todo el mundo debería poder descifrar esto.

También puedes usar Cálculo para resolver esto.

Editar: Lo más probable es que la caída se deba a que la selección natural a menudo tiene un poco de retraso hasta que se vuelve ventajosa para la población. De lo contrario, el aumento debería continuar si pasa a generaciones posteriores.


  • Un acervo genético es la suma de todos los alelos (variantes de un gen) en una población.
  • Las frecuencias alélicas varían de 0 (presente en ningún individuo) a 1 (presente en todos los individuos); todas las frecuencias alélicas para un gen dado suman el 100 por ciento en una población.
  • Cuanto más pequeña es una población, más susceptible es a mecanismos como la selección natural y la deriva genética, ya que los efectos de tales mecanismos se magnifican cuando el acervo genético es pequeño.
  • El efecto fundador ocurre cuando parte de una población original establece una nueva población con un acervo genético separado, lo que lleva a una menor variación genética en la nueva población.
  • alelo: una de varias formas alternativas del mismo gen que ocupa una posición determinada en un cromosoma
  • reserva genética: el conjunto completo de alelos únicos que se encontrarían al inspeccionar el material genético de cada miembro vivo de una especie o población
  • efecto fundador: una disminución en la variación genética que ocurre cuando una población completa desciende de un pequeño número de fundadores

¿Resuelta la paradoja de Lewontin? En poblaciones más grandes, una selección más fuerte borra más diversidad

Derechos de autor: © 2015 Roland G. Roberts. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia de atribución Creative Commons, que permite el uso, distribución y reproducción sin restricciones en cualquier medio, siempre que se acredite el autor y la fuente originales.

Conflicto de intereses: El autor ha declarado que no existen intereses en competencia.

La variedad genética es la sal de la vida, y también puede ser la materia prima sobre la que la selección natural ejerce su magia, moldeando los organismos para que se adapten a sus circunstancias. Pero también existe la "materia oscura" de la variación genética, la diversidad genética neutra, que distingue los genomas individuales dentro de una especie entre sí, pero que no tiene ningún impacto en la aptitud. A pesar de su relativa poca importancia para la evolución misma, la diversidad genética neutra es de gran interés para los biólogos evolutivos. Nos proporciona una imagen imparcial de la historia y la dinámica de la población de una especie, actuando como una hipótesis nula frente a la cual se pueden ver los efectos de la selección.

Bajo un modelo neutral simplista (es decir, en ausencia de selección), los teóricos podrían esperar que la diversidad genética escale en proporción al número total de individuos en una población, una cantidad conocida como el tamaño de la población del censo. Sin embargo, hace más de 40 años, el biólogo evolutivo estadounidense Richard Lewontin señaló que, si bien el tamaño de la población de diferentes especies puede variar en muchos órdenes de magnitud, la cantidad de diversidad genética neutra no lo hace, y de hecho no tiene una relación simple con el tamaño de la población. ¿Cómo puede ser esto?

Esta observación, que a menudo se conoce como la paradoja de Lewontin, ha preocupado tanto a los biólogos teóricos como a los empíricos, y se han propuesto varias explicaciones potenciales. En un nuevo estudio recién publicado en PLOS Biología, Russell Corbett-Detig, Daniel Hartl y Timothy Sackton presentan evidencia empírica convincente de un mecanismo que ha tenido un fuerte apoyo teórico pero que hasta ahora ha sido difícil de poner a prueba: que la selección natural es responsable de borrar la relación esperada entre diversidad y población. Talla.

Cuando surge una variante genética que confiere una gran ventaja al organismo huésped, la selección natural asegura que su frecuencia aumentará en la población, y quizás eventualmente se convierta en predominante. Sin embargo, los genes no se transmiten de generación en generación de forma aislada, sino que cada uno se hereda junto con trozos considerables de regiones genómicas vecinas. Estos fragmentos genómicos solo se rompen mediante el proceso de recombinación meiótica, en el que los organismos sexuales barajan sus dos genomas heredados antes de transmitirlos a su descendencia. Fundamentalmente, la consecuencia de esta fragilidad es que la selección, al actuar sobre una variante funcional, también puede cambiar inadvertidamente la frecuencia de decenas o incluso cientos de variantes neutrales cercanas, un fenómeno conocido como autostop. Por tanto, el efecto de la selección sobre una variante funcional es reducir la diversidad de su vecindad genómica. También se observa una reducción correspondiente en la diversidad en torno a variantes desventajosas, un proceso conocido como selección de fondo. ¿Podrían estos efectos de selección que eliminan la diversidad explicar la paradoja de Lewontin?

Para abordar esto, los autores aprovecharon algo que habría sido inconcebible cuando Lewontin estaba escribiendo: una enorme riqueza acumulada de datos de diversidad de secuencias genómicas de una amplia gama de organismos. Pudieron seleccionar 40 plantas y animales para los que se disponía de suficientes datos de diversidad, además de un mapa de alta calidad de las tasas de recombinación meiótica. Desde la polilla del gusano de seda hasta la sandía y desde el mandril hasta la naranja (ver Fig. 1), los autores creen que este es uno de los conjuntos de datos genéticos de poblaciones comparativos más grandes jamás reunidos.


Métodos

El modelo

Consideramos una población haploide finita estrictamente asexual (con un tamaño de población constante norte) que comprende 10 subpoblaciones, cada una de las cuales tiene NORTE/10 individuos y una tasa de mutación diferente, con todo lo demás igual. La razón fundamental del método es que estas subpoblaciones compiten por la existencia bajo la selección natural y la deriva aleatoria. Al final de una simulación, solo queda una subpoblación y el resto se ha extinguido. La tasa de mutación de la población restante se convierte en la tasa de mutación "fija" en esa competencia. Simulando el proceso muchas veces, podemos definir la tasa de mutación fijada con mayor frecuencia como la tasa de mutación "óptima".

A cada una de las diez subpoblaciones se le asigna una tasa de mutación distinta por genoma por generación (ver parámetros). Ambas mutaciones deletéreas y beneficiosas ocurren en cada subpoblación con fracciones para mutaciones beneficiosas y deletéreas representadas por pag B y pag D (es decir, 1- pag B ), respectivamente. Los efectos (coeficientes de selección) de mutaciones tanto beneficiosas como perjudiciales se extraen de distribuciones de probabilidad continuas. Nosotros denotamos s B como los efectos de mutaciones beneficiosas (en cuyo caso la aptitud w se incrementa en un factor 1+ s B ), tiempo s D representa los efectos de mutaciones deletéreas (en cuyo caso la aptitud w se reduce en un factor 1- s D )[21].

Asumimos que s B sigue una distribución exponencial: f (s b, λ) = λ e - λ s b con 1 / λ como el valor medio de la distribución. Esta suposición tiene un buen apoyo teórico de la teoría de los valores extremos y se ha utilizado ampliamente en modelos de genética de poblaciones [22-24]. Los efectos de las mutaciones deletéreas pueden ser complejos y aún no existe una suposición general sobre la distribución de s D sin embargo, en los cálculos analíticos, los estudios empíricos apoyan una distribución gamma con un parámetro de forma menor que uno (otras distribuciones no están necesariamente excluidas) [25, 26]. En el presente estudio, asumimos que s D sigue una distribución gamma sesgada f (s d, α, β) = s d α - 1 e - s d / β / (β α Γ (α)) (α≤1). La distribución gamma utilizada en nuestras simulaciones se trunca con el valor 1.0, que es necesario para evitar producir una aptitud negativa. Además, suponemos que los efectos medios de las mutaciones beneficiosas (s b ¯) son mucho menores que los efectos medios de las deletéreas (s d ¯), lo que parece razonable en la mayoría de los casos [27, 28].

Parámetros

En nuestras simulaciones, los tamaños de las fracciones y los efectos de las mutaciones tanto beneficiosas como perjudiciales son los parámetros cuantitativos más importantes. Numerosos estudios experimentales sobre microbios han arrojado algo de luz sobre esta área y algunas estimaciones de estos parámetros se resumen en la Tabla 1 [29-35]. Estos datos proporcionan las mejores suposiciones disponibles de los parámetros utilizados en las simulaciones. Un ejemplo de la distribución de los efectos de la mutación y la correspondiente variación de aptitud causada por las mutaciones que adoptamos se muestra en la Figura 1. Otro parámetro esencial involucrado en las simulaciones son las tasas de mutación inicialmente asignadas a las diez subpoblaciones. Y la forma logarítmica de las tasas de mutación (lg (U)) se distribuye aproximadamente de manera uniforme entre -4 y -1. Además, adoptamos varios rangos que constan de diferentes tasas de mutación, que se muestran en la Tabla 2, para ver si este rango inicial influye en la tasa de mutación óptima.

Un ejemplo de distribución de efectos de mutación. (A) Los efectos de las mutaciones deletéreas siguen una distribución gamma con α = 0,6 (parámetro de forma), β = 0.5 (parámetro de escala) y el efecto medio es s ¯ d = 0.3. (B) Los efectos de las mutaciones beneficiosas siguen una distribución exponencial con λ = 100 y el efecto medio es s ¯ b = 0.01. (C) La distribución de cambios de aptitud por mutaciones tanto perjudiciales como beneficiosas con pag D = 97% y pag B = 3%.

Simulaciones numéricas

A lo largo del estudio, asumimos que las generaciones son discretas y no se superponen. En cada generación, el número de nuevas mutaciones (metro) apareciendo en un individuo perteneciente a la i-ésimo la subpoblación se extrae de una distribución de Poisson p (m, U i) = U i m e - U i i / m! , dónde U I es la tasa de mutación del genoma del i-ésimo subpoblación. La tasa de mutación deletérea viene dada por U I ×pag D y la tasa de mutación beneficiosa es U I ×pag B . Dado que se produce una mutación perjudicial (o beneficiosa), la aptitud w del individuo disminuye (o aumenta) en 1 s D (o 1+ s B ), dónde s D (o s B ) se extrae aleatoriamente de una distribución gamma (o exponencial). Aquí, asumimos que no ocurre epistasis, por lo tanto, todas las mutaciones tienen efectos independientes sobre la aptitud y actúan multiplicativamente. Es posible que un individuo pueda portar múltiples mutaciones dentro de una sola generación. En este caso, la aptitud de un individuo en el n-ésimo Generacion (w norte ) es una función de los números de mutación que lleva el individuo (metro), sus efectos de mutación (s j ), y la idoneidad de su padre en el (n-1)-th Generacion (w n-1 ). Esta función se puede describir como

Las crías se muestrean con repetición de acuerdo con una distribución multinomial, ponderada por la aptitud de sus respectivos padres. Etiquetamos a cada descendencia con un identificador único para su subpoblación particular.

Trazamos el número de individuos de cada subpoblación hasta que el tamaño de la población de una subpoblación alcanza norte y los tamaños de otras subpoblaciones se vuelven cero. En este punto, el proceso se detiene y se registra la tasa de mutación correspondiente de la subpoblación restante. Además, también se rastrea el número de generaciones que toma una competencia. Realizamos simulaciones que varían tanto el tamaño de la población como los efectos de la mutación para evaluar cómo y en qué medida influyen en los resultados de la competencia (ver Resultados). Algunas condiciones iniciales de la población también se relajan para probar la solidez del método (ver Discusión).


¿Cómo afecta el tamaño de la población la intensidad de la selección natural o la fijación de alelos?

La deriva genética tiene un efecto claro en poblaciones pequeñas, por casualidad, ciertos alelos beneficiosos o no pueden ser reparados o eliminados. ¿El tamaño de la población dicta la intensidad de la selección natural?

Buena entrada con enlaces a varios efectos y términos detallados.

En poblaciones más grandes, hay un acervo genético más grande, lo que significa que la selección natural necesitaría más tiempo para mostrar su efecto y causar la fijación de alelos que en una población más pequeña. Piénselo de esta manera: hay dos fenotipos en una especie de ave que vive en arbustos más oscuros. Un fenotipo es de plumas oscuras, mientras que el otro es de color claro. En una población pequeña (digamos 3 aves de plumas oscuras y 1 de plumas claras), es probable que los depredadores eliminen al ave de plumas claras más rápidamente que las demás porque no coincide con el hábitat de color más oscuro. El "alelo de plumas claras" se ha eliminado de la población. Entonces, de ahora en adelante, el & quot; alelo de plumas oscuras & quot es todo lo que queda: pájaros de plumas oscuras de ahora en adelante. En una población más grande (digamos 35 aves de plumas oscuras y 15 aves de plumas claras), se necesitaría más tiempo para eliminar el "alelo de plumas claras" de la población.
TLDR: el tamaño de la población dicta el tiempo que tarda la selección natural en hacerse evidente en una población.

¿El tamaño de la población dicta la intensidad de la selección natural?

No estoy seguro de entender exactamente a qué te refieres con la intensidad de la selección natural. ¿Podrías elaborar un poco más? Intentaré responder a su pregunta independientemente.

Dejando a un lado la intensidad de la selección natural, el tamaño de la población sigue siendo un factor a considerar. Por ejemplo, digamos que tiene una población madre de 2 individuos, uno es homocigoto para una forma dominante de un rasgo (AA) y el otro homocigoto para la forma recesiva del mismo rasgo (aa). La mayoría de su descendencia terminaría siendo heterocigótica para el rasgo (Aa), y fenotípicamente, casi todos exhibirían la forma dominante del rasgo básicamente si todo sucediera perfectamente, siempre debería terminar con un 25% de su descendencia homocigótica recesiva. Siendo el 50% heterocigoto y el 25% homocigoto dominante. Si esos dos padres tuvieran que producir dos poblaciones infantiles, una pequeña (que consta de solo 4 individuos) y la otra grande (que consta de 16 individuos), entonces es más probable que la población más grande sea representativa del acervo genético real. es más probable que cerca del 25% de los individuos sean homocigotos recesivos, el 25% de los individuos sean homocigotos dominantes y el 50% sean heterocigotos. En pocas palabras, más individuos significa que la distribución de genes se vuelve menos aleatoria a pesar de que cada individuo tiene aproximadamente las mismas posibilidades de nacer con un genotipo dado que cualquier otro individuo, más individuos significa una imagen más completa de lo que hay allí.

Apliquemos esto a la selección natural. Digamos, por ejemplo, que tenemos una población de polillas, y sus alas pueden ser blancas o negras por el bien del ejemplo, digamos que las alas blancas son dominantes (AA) e históricamente han sido ventajosas, mientras que las alas negras son recesivas (aa) y han sido desventajosos. Si de repente ocurriera algún desastre que hiciera ventajosas a las alas negras, entonces una población más grande de polillas probablemente podría sobrevivir mejor que una población más pequeña. Si bien una mayor cantidad de individuos moriría en la población más grande, es probable que más individuos tengan alas negras, lo que los hace más propensos a sobrevivir y producir descendencia que exhiba el mismo rasgo. Esto podría dar lugar a algunos problemas graves más adelante, ya que la población superviviente ya no sería representativa de la población madre y sería sustancialmente menos diversa que la población madre básicamente se convierte en un problema de la misma manera que una población más pequeña habría sido un problema de Para empezar, sólo que ahora no es tanto que los genes estén presentes en la población y simplemente no se expresen, sino que los genes ya no están presentes.

Un tamaño de muestra más grande significa una mayor probabilidad de que la muestra sea representativa de la población, mientras que significa más individuos con el fenotipo dominante, también debería significar más individuos con el fenotipo recesivo.

Aparte de la genética, el tamaño de la población afecta a una serie de cosas diferentes, como la competencia intraespecífica. Más individuos significa más uso de recursos, y dado que los recursos están más o menos fijos en cualquier sistema dado, conduce a un aumento en la competencia intraespecífica por dichos recursos. Una mayor competencia puede conducir a cosas como una mayor especialización, que eventualmente puede conducir a una mayor especiación siempre que cada subpoblación no se reproduzca entre sí ni con la población parental. Incluso entonces, todo eso depende de la disponibilidad de nichos, la intensidad de la competencia interespecífica por dichos nichos y otros factores como las tasas de depredación. En este sentido, el tamaño de la población en realidad no dicta nada por sí solo, sino que se interrelaciona con una serie de otros factores diferentes de varias formas diferentes.


Impacto de la selección natural en el tamaño de la población: biología

Cuellos de botella y efectos fundadores

La deriva genética puede causar grandes pérdidas de variación genética para poblaciones pequeñas.

Los cuellos de botella de la población se producen cuando el tamaño de una población se reduce durante al menos una generación. Debido a que la deriva genética actúa más rápidamente para reducir la variación genética en poblaciones pequeñas, sufrir un cuello de botella puede reducir mucho la variación genética de una población, incluso si el cuello de botella no dura muchas generaciones. Esto se ilustra con las bolsas de canicas que se muestran a continuación, donde, en la generación 2, una extracción inusualmente pequeña crea un cuello de botella.

La variación genética reducida significa que es posible que la población no pueda adaptarse a las nuevas presiones de selección, como el cambio climático o un cambio en los recursos disponibles, porque la variación genética sobre la que actuaría la selección puede que ya se haya desviado de la población.


Un ejemplo de cuello de botella
Los elefantes marinos del norte han reducido la variación genética probablemente debido a un cuello de botella poblacional que los humanos les infligieron en la década de 1890. La caza redujo el tamaño de su población a tan solo 20 individuos a fines del siglo XIX. Desde entonces, su población se ha recuperado a más de 30.000 & # 151, pero sus genes todavía llevan las marcas de este cuello de botella: tienen mucha menos variación genética que una población de elefantes marinos del sur que no fue cazada tan intensamente.

Efectos fundadores
Un efecto fundador ocurre cuando unos pocos miembros de la población original inician una nueva colonia. Este pequeño tamaño de población significa que la colonia puede tener:

  • reducción de la variación genética de la población original.
  • una muestra no aleatoria de los genes de la población original.

Por ejemplo, la población afrikaner de colonos holandeses en Sudáfrica desciende principalmente de unos pocos colonos. Hoy en día, la población afrikaner tiene una frecuencia inusualmente alta del gen que causa la enfermedad de Huntington, porque esos colonos holandeses originales simplemente portaban ese gen con una frecuencia inusualmente alta. Este efecto es fácil de reconocer en las enfermedades genéticas, pero, por supuesto, las frecuencias de todo tipo de genes se ven afectadas por los eventos fundadores.


Impacto de la selección natural en el tamaño de la población: biología

La relación entre el tamaño de la población y la tasa de evolución es importante

Muchos factores afectan esta relación, a veces de manera contraria a la intuición.

Sintetizamos los estudios teóricos y empíricos de esta relación.

¿La evolución avanza más rápido en poblaciones más grandes o más pequeñas? La relación entre el tamaño efectivo de la población (nortemi) y la tasa de evolución tiene consecuencias para nuestra capacidad para comprender e interpretar la variación genómica, y es fundamental para muchos aspectos de la evolución y la ecología. Muchos factores afectan la relación entre nortemi y la tasa de evolución, y estudios teóricos y empíricos recientes han mostrado algunos resultados sorprendentes ya veces contradictorios. Algunos mecanismos tienden a hacer que la relación sea positiva, otros negativa y pueden actuar simultáneamente. La relación también depende de si uno está interesado en la tasa de evolución neutral, adaptativa o deletérea. Aquí, sintetizamos enfoques teóricos y empíricos para comprender la relación y resaltamos áreas que siguen siendo poco conocidas.


Caza

Sugiero que minimizar el impacto de la caza deportiva en la evolución de las especies cazadas debería ser una de las principales preocupaciones de los administradores de la vida silvestre.

Marco Festa-Bianchet (18 años)

Al igual que los administradores de pesquerías, los administradores de vida silvestre generalmente han puesto un énfasis principal en las consecuencias demográficas de la caza, con poca consideración directa de los posibles efectos evolutivos (51). Los administradores de vida silvestre europeos han prestado más atención que sus contrapartes norteamericanas a los efectos selectivos de la caza, y la caza en Europa a menudo se ha enfocado en características fenotípicas específicas de la caza como resultado, las regulaciones de caza europeas son típicamente más específicas que las regulaciones estadounidenses (18, 52) .

La caza y especialmente la caza de trofeos se diferencian generalmente de la pesca en varios aspectos. Por ejemplo, los aspectos clave de las historias de vida de los 2 grupos de animales a menudo difieren. La caza mayor a menudo se centra en animales con un rendimiento reproductivo relativamente bajo y tasas de mortalidad natural relativamente bajas. Muchos peces tienen una fecundidad más alta y tasas de mortalidad natural más altas que los animales de caza. Esperamos que la selección de caza pueda tener un efecto considerable en la evolución de las características de los adultos, en particular las de los adultos en edad productiva bajo selección sexual, porque la mortalidad por caza es a menudo sustancialmente más alta que la mortalidad natural de los animales de caza adultos (18, 53).

Prácticamente toda la caza invoca elementos selectivos de algún tipo. Estos elementos a menudo se asocian con características fenotípicas particulares como el tamaño del cuerpo, el color del pelaje y armas u ornamentos como cuernos y astas. Como ocurre con la pesca, la caza de muchos animales puede producir la situación paradójica de seleccionar frente a los rasgos preferidos por los cazadores (18). Debido a que la variación en muchos de estos rasgos tiene un componente genético apreciable (54 ⇓ ⇓ -57), es probable que dicha selección produzca respuestas evolutivas detectables que reduzcan la capacidad de los criadores con características deseables para contribuir a la reproducción (58). Harris y col. (52) argumentó que la información disponible es suficiente para recomendar patrones de caza que minimicen las desviaciones de las tasas de mortalidad específicas por sexo y edad de las tasas de mortalidad natural.

Harris y col. (52) y Allendorf et al. (6) identificaron 3 consecuencias genéticas primarias de la caza: alteración de la estructura de la población, pérdida de variación genética y evolución resultante de la selección. Estas consecuencias generales se aplican a todas las formas de explotación humana. Un estudio temprano de Voipio (59) fue uno de los primeros en mostrar que las consecuencias genéticas de la caza selectiva probablemente variarían con las características fenotípicas de los animales cazados. En una simulación simple de locus discreto de la captura de ciervos rojos machos con cuernos (Cervus elaphus), Thelen (60) demostró cómo la frecuencia de los alelos que influyen en el tamaño de la cornamenta grande y, por lo tanto, el rendimiento de los machos trofeo, disminuiría bajo diferentes estrategias de manejo de la cosecha. Con respecto a la pérdida de diversidad genética que puede resultar de la mortalidad por caza, Harris et al. (52) y Allendorf et al. (6) se centró en la relación entre la cosecha y la disminución de la heterocigosidad o diversidad alélica y cómo se reflejan en la reducción del tamaño de la población efectiva (nortemi) y la relación de nortemi al tamaño del censonorteC). Estas métricas son indicadores importantes del potencial evolutivo de una población, y reducciones sustanciales en ellas pueden indicar prácticas insostenibles.

Varias características clave de la población pueden afectar la variabilidad genética y el potencial adaptativo. En la mayoría de los ungulados, por ejemplo, el tamaño de la población reproductora, la duración de la generación y la longevidad de los adultos, y la estructura de apareamiento, incluida la proporción de sexos reproductores y el tamaño del harén, pueden tener una gran influencia en la dinámica de la variación genética y fenotípica bajo explotación (61 ⇓ ⇓ - 64). La explotación tiende a sesgar la proporción de sexos reproductores (65) y reduce la longevidad de los adultos, especialmente de los machos, y el éxito reproductivo masculino medio y la variación en el número de progenie por familia. Sin embargo, la proporción de sexos también puede ser sensible a la densidad de población (66, 67). Estos factores influyen directamente en nortemi. Si la duración media de la generación difiere para machos y hembras, lo cual es común para varias de estas especies, la explotación también puede contribuir a una reducción de nortemi. Las consecuencias de reducir nortemi ya que el potencial adaptativo puede ser grave, pero depende fundamentalmente de las características de la historia de vida (68).

La reducción en la frecuencia de la transformación plateada en el zorro rojo (Vulpes vulpes) entre 1834 y 1933 en el este de Canadá fue quizás el primer cambio documentado a lo largo del tiempo como resultado de la recolección selectiva (69). J. B. S. Haldane usó estos datos para proporcionar una de las primeras estimaciones de la fuerza de la selección en una población silvestre usando sus modelos matemáticos recientemente desarrollados de los efectos de la selección en un solo locus (70). El pelaje del morfo plateado homocigoto (RR) valía aproximadamente 3 veces más que la piel de la cruz (Rr) o rojo (rr) zorro al peletero y, por lo tanto, era más probable que lo persiguieran los cazadores. La piel del zorro cruzado heterocigoto (Rr) era de color rojo ahumado y se clasificó como rojo en el comercio de pieles. La frecuencia del morfo de plata deseable disminuyó de ~ 16% en 1830 a 5% en 1930 (Fig. 2). Haldane (70) concluyó que esta tendencia podría explicarse por una tasa de cosecha ligeramente mayor de la plata que los fenotipos rojo y cruzado. Las líneas de la Fig. 2 muestran el cambio esperado en las frecuencias fenotípicas, asumiendo que la aptitud relativa del fenotipo plateado fue un 3% menor que los fenotipos rojo y cruzado, y que el intervalo generacional fue de 2 años.

Reducción de la frecuencia del morfo plateado del zorro en el este de Canadá como resultado de la cosecha preferencial por parte de los cazadores del morfo plateado más valioso (69, 70). Los puntos representan datos presentados por Elton (69). Las líneas representan el cambio esperado en las frecuencias de los 3 fenotipos a través de la selección en un solo locus, asumiendo que el morfo de zorro plateado tiene una desventaja de supervivencia del 3% por generación con respecto al morfo rojo y cruzado. La frecuencia inicial del R alelo fue de 0,3 y el intervalo generacional medio fue de 2 años (70).

Para el corzo, Hartl et al. (71) llegaron a la conclusión de que la intensidad de la cosecha influyó en el grado de selección frente a un tamaño corporal grande, un mayor número de puntas de asta y machos de un año con púas pequeñas.La intensidad de la cosecha también afectó la longitud de la viga principal de la asta y produjo cambios en las frecuencias de los alelos (ver también 72). Para las ovejas de montaña, Coltman et al. (2) mostró que la cosecha de carneros trofeo condujo a la selección de carneros más livianos y de cuernos más pequeños. Diferentes cazadores invocan diferentes métodos para ser selectivos y Martínez et al. (73) argumentaron que la necesidad de los cazadores de matar machos con grandes astas y maximizar la oportunidad de ser selectivos cazando temprano en la temporada eran las principales motivaciones. Mysterud y col. (74) encontraron que el tipo de cazador (local vs. esta influencia surgió de la variación en el momento y la ubicación de la caza.

En su simulación de la evolución del ciervo rojo explotado, Hard et al. (75) encontraron que la caza selectiva podría reducir nortemi y nortemi/norteC si la mortalidad anual por caza de los machos es lo suficientemente alta (& gt25-30%), y concluyeron que reducir la mortalidad por caza en los machos para mantener las proporciones de ciervo: ciervo durante la celo suficientemente alta (≥18 ciervos: 100 ciervas) es importante para mantener una adecuada nortemi y, por tanto, potencial adaptativo a largo plazo. También descubrieron que es probable que la caza selectiva por tamaño dé lugar a cambios evolutivos a corto plazo modestos en los rasgos del ciclo de vida, a menos que la tasa anual de captura en los machos sea alta (& gt30%) o se hayan dado cuenta de que los componentes de la varianza genética eran grandes.

Coltman y col. (2) utilizaron un análisis genético cuantitativo de un pedigrí reconstruido para una población silvestre de borrego cimarrón canadiense para mostrar cómo la selección de caza afectaba el peso corporal y el tamaño del cuerno. Demostraron que la selección fue más intensa contra los carneros con altos valores genéticos debido a la preferencia de los cazadores por los carneros grandes con cuernos grandes, con la consecuencia de que los valores genéticos para ambos rasgos de carnero disminuyeron abruptamente durante 35 años. Debido a que ambos rasgos son altamente heredables y están correlacionados genéticamente positivamente (2), se espera que la selección continua contra carneros grandes con cuernos grandes reduzca directamente el tamaño del cuerno con una respuesta correlacionada en masa corporal reducida. Tal selección reducirá las frecuencias de estos fenotipos a niveles más bajos, con probables consecuencias adversas para el éxito reproductivo de los machos. Sin duda, tanto el peso del carnero como el tamaño del cuerno están sujetos a la selección sexual a través de la competencia macho-macho durante el celo, pero no está claro hasta qué punto dicha selección sexual puede alterar la tasa de evolución bajo la selección de caza porque no se han estimado los gradientes de selección sexual. Sin embargo, deben ser altos para algunas poblaciones muy cazadas, donde las heredabilidades de los rasgos bajo selección son altas y las disminuciones temporales observadas en los valores genéticos para estos rasgos son a menudo sustanciales (por ejemplo, ref. 2). Garel y col. (76) encontraron patrones similares en la morfología y la historia de vida como resultado de la caza trofeo de carnero en Europa.


Conceptos erróneos sobre la selección natural

La selección natural es fácil de entender, pero se malinterpreta con demasiada frecuencia. La selección natural no es sinónimo de evolución. La evolución se refiere a cualquier cambio genético en una población, mientras que la selección natural especifica una forma particular en la que se producen dichos cambios. La selección natural es el agente más importante de cambio evolutivo simplemente porque da como resultado la adaptación de un organismo a su entorno. Otros posibles mecanismos de evolución además de la selección natural incluyen el flujo de genes, el impulso meiótico y la deriva genética.

Un error persistente es que la selección natural se produce principalmente a través de diferencias entre organismos en las tasas de mortalidad o mortalidad diferencial. La mortalidad diferencial puede ser selectiva, pero solo en la medida en que crea diferencias entre los individuos en el número de descendientes reproductivos que producen. La tasa de reproducción, más que la tasa de mortalidad, impulsa la selección natural. Un gato cauteloso que rara vez cruza calles concurridas podría vivir hasta una edad madura sin dejar atrás tantos gatitos descendientes como otro gato menos serio asesinado en una carretera a una edad mucho más joven. Si el gato de vida corta deja más descendientes, sus genes se propagarán más rápido que los del gato de vida larga, y la selección natural favorecerá una vida corta. A menos que vivir más tiempo permita o resulte en un mayor éxito reproductivo, la selección natural no favorece la longevidad.

Las adaptaciones creadas por la selección natural se adaptan a un organismo a su entorno particular. Por ejemplo, un árbol de arce y sus hojas anchas están bien adaptadas a los climas templados, pero no son adecuadas para el frío ártico. Similarly, a human's ability to store fat is an adaptation to environments in which fat is scarce, but is poorly suited to the modern fast-food environment. In this respect, natural selection is somewhat shortsighted, since it cannot "see" beyond the next generation.

Natural selection cannot preferentially create favorable variations, but instead must work with what is at hand. For instance, treatment with antibiotics does not create antibiotic-resistant mutants. Instead, it favors microbes that, by chance, already have genes for resistance.

Phrases such as "the struggle for existence" and "survival of the fittest" have had an unfortunate consequence. They tend to emphasize predation and fighting for food as the prevalent means of selection. This reinforces erroneous emphasis on differential death rates, with the strongest and fastest individuals being considered as having a selective advantage over weaker and slower individuals. But if this were true, every species would continually gain in strength and speed.

Because this is not happening, selection against increased strength and speed (counterselection) must be occurring and must limit the process. Animals can sometimes be too aggressive for their own good an extremely aggressive individual may spend so much time and energy chasing its prey that it spends less than average time and energy on mating and reproduction, and as a result, leaves fewer offspring than average. Likewise, an individual could be too submissive and spend too much time and energy running away from others. Usually, intermediate levels of aggressiveness result in the highest fitness.

Natural selection does not operate ȯor the benefit of the species." Birds lay fewer eggs during drought years. Is this because competition for limited food supplies would be detrimental to the species, and do birds hold back ȯor the good of their species"? Such arguments have a fatal flaw: Ȭheaters" that laid as many eggs as possible would reap a higher reproductive success than individuals that voluntarily decreased their clutch size. Over time, cheater genes would spread through a population, and genes for holding-back would become rare.

However, the same phenomenon can be interpreted more plausibly in terms of natural selection at the level of individuals. During droughts, parental birds cannot bring as many insects to their nest and therefore cannot feed and fledge as many chicks as they can when food supplies are more ample. Laying extra eggs means most chicks would die of starvation. Birds can actually leave more surviving offspring to breed in the next generation by laying fewer eggs.

Any individual that sacrifices its own reproductive success for the benefit of a group is at a selective disadvantage within that group to any other individual not making such a sacrifice. Classical selection will always favor individuals that maximize their own selfish reproductive success. Natural selection recognizes only one currency: babies. Although we might wish otherwise, beauty, brains, or brawn need not be favored unless such traits are translated into more offspring than average. If ugly, dumb, weak individuals pass on more genes, those traits will prevail in future generations.

Whenever one organism leaves more successful offspring than others, in time its genes will come to dominate the population gene pool. Ultimately, natural selection operates only by differential reproductive success. An individual's ability to perpetuate itself as measured by its reproductive success is known as its Darwinian fitness.


Ver el vídeo: Levolució i la selección natural (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Estmund

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  2. Fateh

    En mi opinión esto ya fue discutido

  3. Fairfax

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  4. Dillan

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    Considero que no estás bien. Estoy seguro. Puedo defender la posición. Escríbeme en PM, nos comunicaremos.



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