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Pregunta sobre las consecuencias del apareamiento no aleatorio y las frecuencias alélicas

Pregunta sobre las consecuencias del apareamiento no aleatorio y las frecuencias alélicas


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Acabo de comenzar a estudiar genética de poblaciones y no entiendo algo de lo que está escrito en mi conferencia:

Consecuencias del apareamiento no aleatorio:

  1. Más individuos homocigotos y menos heterocigotos en la población
  2. Las frecuencias alélicas son constantes (no en caso de dependencia de densidad negativa)
  3. Las frecuencias de los genotipos cambian

Lo que no entiendo es el segundo punto. Si las frecuencias de los genotipos cambian, ¿no deberían cambiar también las frecuencias de los alelos? Además, tampoco entiendo realmente cómo se supone que esto está relacionado con un caso de dependencia de densidad negativa ...

¡Cualquier ayuda es bienvenida! :)


Fuera de contexto, al menos el pequeño fragmento de texto que cita está muy mal redactado y parcialmente incorrecto.

Primero, debería echar un vistazo a Resolver problemas de Hardy Weinberg. Tómate tu tiempo y lee esa publicación… ¿Listo? Bueno.

Más individuos homocigotos y menos heterocigotos en la población.

Esto es incorrecto ya que el apareamiento no selectivo podría ser un apareamiento desasortativo en el que los individuos se sienten atraídos por individuos de diferentes genotipos.

Sin embargo, es cierto que la estructura de la población provocará un exceso de homocigotos. Esto se llama efecto Allee. La pérdida de heterocigosidad debido a la estructura de la población es igual al doble de la varianza en la frecuencia media de alelos entre esas poblaciones. Sin embargo, estos detalles suenan un poco demasiado avanzados para sus necesidades, por lo que no iré más lejos.

Las frecuencias alélicas son constantes (no en caso de dependencia de densidad negativa) Las frecuencias de genotipo cambian

¿Constante sobre qué? ¿Cambiar sobre qué? No necesariamente a lo largo del tiempo (al menos no a menos que se hagan otras suposiciones).

Supongo que lo que se quiere decir es que si en una generación determinada el apareamiento no es aleatorio (debido a la estructura de la población, por ejemplo), se espera la misma frecuencia de alelos que si fuera aleatorio, pero no la misma frecuencia de genotipo. Si no está claro por qué, probablemente debería volver a leer la publicación "Resolviendo problemas de Hardy-Weinberg".


Se puede encontrar mucha más discusión en inglés y francés sobre el malentendido de @AlissaDeschamps aquí.


¿Cómo provocan la microevolución la deriva genética, el flujo de genes, la mutación, el apareamiento no aleatorio y la selección natural?

¡Esta es una gran pregunta! Los 5 de estos factores producen cambios en las frecuencias alélicas en una población, que es la evolución.

Explicación:

Comencemos con la deriva genética. La deriva genética es un cambio en la frecuencia de los alelos debido al azar. Aunque la evolución en su conjunto no es un proceso aleatorio, el azar juega un papel. Entonces, por ejemplo, si una población tiene un 30% de alelos T y un 70% de alelos t para un gen específico, es posible que vea una diferencia en la próxima generación debido solo al azar (tal vez 28% T, 72% t).

El flujo de genes es el movimiento de individuos dentro o fuera de una población (es decir, migración). Si su población viera una afluencia de nuevos individuos, eso cambiaría el acervo genético de la población, ya que los recién llegados tendrían algunos rasgos diferentes. Si los individuos abandonan una población, ahora la población tendrá una composición genética ligeramente diferente.

La mutación es un cambio espontáneo en el ADN. Si hay un cambio en un gen, puede crear nuevos rasgos en un individuo y afectar el acervo genético de la población.

El apareamiento no aleatorio significa que los individuos eligen parejas en función de rasgos específicos. Esto es muy común en muchas especies, pero pensemos en los cardenales como ejemplo. Los cardenales machos son de color rojo brillante, lo que se debe en gran parte a que las hembras eligen a sus parejas en función de lo brillante que sea su coloración. Esto hace que este rasgo sea más común en la población de lo que sería de otra manera. Tenga en cuenta que las hembras cardenales son marrones, ¡nada que ver con sus homólogos masculinos de color rojo brillante!

Finalmente, la selección natural dice que aquellos individuos que se adapten mejor a su entorno se reproducirán y producirán más descendencia que otros individuos. Por ejemplo, si tuvieras una población de escarabajos marrones y verdes y las aves pudieran detectar a los escarabajos verdes mucho mejor, esos escarabajos podrían comerse mucho más. Esto significaría que los escarabajos marrones se reproducirían más y luego, con el tiempo, una mayor parte de la población sería marrón.


Ensayo n. ° 1. Significado de la variación genética:

La evolución requiere variación genética. Si no hubiera polillas oscuras, la población no podría haber evolucionado de mayormente clara a mayoritariamente oscura. Para que la evolución continúe debe haber mecanismos para aumentar o crear variación genética y mecanismos para disminuirla. La mutación es un cambio en un gen. Estos cambios son la fuente de una nueva variación genética. La selección natural opera sobre esta variación.

La variación genética tiene dos componentes: diversidad alélica y asociaciones de alelos no aleatorias. Los alelos son versiones diferentes del mismo gen. Por ejemplo, los seres humanos pueden tener alelos A, B u O que determinan un aspecto de su tipo de sangre. La mayoría de los animales, incluidos los humanos, son diploides: contienen dos alelos para cada gen en cada locus, uno heredado de su madre y otro heredado de su padre.

Locus es la ubicación de un gen en un cromosoma. Los seres humanos pueden ser AA, AB, AO, BB, BO u OO en el locus del grupo sanguíneo. Si los dos alelos de un locus son del mismo tipo (por ejemplo, dos alelos A), el individuo se llamaría homocigoto. Un individuo con dos alelos diferentes en un locus (por ejemplo, un individuo AB) se llama heterocigoto. En cualquier locus puede haber muchos alelos diferentes en una población, más alelos de los que puede poseer un solo organismo. Por ejemplo, ningún ser humano puede tener un alelo A, B y O.

Hay una variación considerable en las poblaciones naturales. En el 45 por ciento de los loci en las plantas, hay más de un alelo en el acervo genético. Es probable que cualquier planta sea heterocigótica en aproximadamente el 15 por ciento de sus loci. Los niveles de variación genética en animales van desde aproximadamente el 15% de los loci que tienen más de un alelo (polimórficos) en las aves, hasta más del 50% de los loci que son polimórficos en los insectos.

Los mamíferos y reptiles son polimórficos en aproximadamente el 20% de sus loci y los anfibios y los peces son polimórficos en aproximadamente el 30% de sus loci. En la mayoría de las poblaciones, hay suficientes loci y suficientes alelos diferentes para que cada individuo, excepto los gemelos idénticos, tenga una combinación única de alelos.

El desequilibrio de ligamiento es una medida de asociación entre alelos de dos genes diferentes. Si dos alelos se encontraran juntos en organismos con más frecuencia de lo esperado, los alelos están en desequilibrio de ligamiento. Si hay dos loci en un organismo (A y B) y dos alelos en cada uno de estos loci (A1, A2, B1 y B2), el desequilibrio de ligamiento (D) se calcula como D = f (A1B1) * f (A2B2) - f (A1B2) * f (A2B1) (donde f (X) es la frecuencia de X en la población).

D varía entre -1/4 y 1/4 cuanto mayor es la desviación de cero, mayor es la vinculación. El signo es simplemente una consecuencia de cómo se numeran los alelos. El desequilibrio de ligamiento puede ser el resultado de la proximidad física de los genes. O puede mantenerse mediante selección natural si algunas combinaciones de alelos funcionan mejor en equipo.

La selección natural mantiene el desequilibrio de ligamiento entre el color y el patrón de alelos en Papilio memnon. En esta especie de polilla, existe un gen que determina la morfología del ala. Un alelo en este locus conduce a una polilla que tiene una cola, el otro alelo codifica para una polilla sin cola. Hay otro gen que determina si el ala es de color brillante u oscuro.

Por lo tanto, hay cuatro tipos posibles de polillas: polillas de colores brillantes con y sin cola, y polillas oscuras con y sin cola. Los cuatro se pueden producir cuando las polillas se llevan al laboratorio y se reproducen. Sin embargo, solo dos de estos tipos de polillas se encuentran en la naturaleza: polillas de colores brillantes con colas y polillas de colores oscuros sin cola.

La asociación no aleatoria se mantiene mediante selección natural. Las polillas brillantes con cola imitan el patrón de una especie desagradable. La morfología oscura es críptica. Las otras dos combinaciones no son miméticas ni crípticas y los pájaros las comen rápidamente.

El apareamiento selectivo provoca una distribución no aleatoria de alelos en un solo locus. Si hay dos alelos (A y a) en un locus con frecuencias pyq, la frecuencia de los tres posibles genotipos (AA, Aa y aa) será p 2, 2pq y q 2, respectivamente. Por ejemplo, si la frecuencia de A es 0,9 y la frecuencia de a es 0,1, las frecuencias de los individuos AA, Aa y aa serán 0,81, 0,18 y 0,01. Esta distribución se denomina equilibrio de Hardy-Weinberg.

El apareamiento no aleatorio da como resultado una desviación de la distribución de Hardy-Weinberg. Los seres humanos se aparean de forma variada de acuerdo con la raza, es más probable que nos apareemos con alguien de nuestra propia raza que con otra. En las poblaciones que se aparean de esta manera, se encuentran menos heterocigotos de los que se podrían predecir en un apareamiento aleatorio.

Una disminución de heterocigotos puede ser el resultado de la elección de pareja o simplemente el resultado de la subdivisión de la población. La mayoría de los organismos tienen una capacidad de dispersión limitada, por lo que su pareja se elegirá entre la población local.

Para que la evolución continúe debe haber mecanismos para aumentar o crear variación genética y mecanismos para disminuirla. Los mecanismos de la evolución son la mutación, la selección natural, la deriva genética, la recombinación y el flujo de genes.

Ensayo n. ° 2. Mecanismo de evolución para la variación genética:

Las frecuencias alélicas pueden cambiar debido únicamente a las posibilidades. A esto se le llama deriva genética. La deriva es un error de muestreo binomial del acervo genético. Lo que esto significa es que los alelos que forman el acervo genético de la próxima generación son una muestra de los alelos de la generación actual. Cuando se toma una muestra de una población, la frecuencia de los alelos difiere ligeramente debido al azar solo.

Los alelos pueden aumentar o disminuir en frecuencia debido a la deriva. El cambio promedio esperado en la frecuencia de los alelos es cero, ya que es igualmente probable que aumente o disminuya la frecuencia. Un pequeño porcentaje de alelos puede cambiar continuamente de frecuencia en una sola dirección durante varias generaciones, al igual que lanzar una moneda al aire puede, en ocasiones, resultar en una serie de caras o cruces. Muy pocos alelos mutantes nuevos pueden derivar hacia la fijación de esta manera.

En poblaciones pequeñas, la variación en la tasa de cambio de las frecuencias alélicas es mayor que en poblaciones grandes. Sin embargo, la tasa general de deriva genética (medida en sustituciones por generación) es independiente del tamaño de la población. Si la tasa de mutación es constante, las poblaciones grandes y pequeñas pierden alelos para derivar al mismo ritmo.

Esto se debe a que las poblaciones grandes tendrán más alelos en el acervo genético, pero los perderán más lentamente. Las poblaciones más pequeñas tendrán menos alelos, pero estos pasarán rápidamente. Esto supone que la mutación agrega constantemente nuevos alelos al acervo genético y la selección no opera en ninguno de estos alelos.

Las caídas bruscas en el tamaño de la población pueden cambiar sustancialmente las frecuencias alélicas. Cuando una población colapsa, los alelos de la muestra superviviente pueden no ser representativos del acervo genético anterior al colapso. Este cambio en el acervo genético se llama efecto fundador, porque pequeñas poblaciones de organismos que invaden un nuevo territorio (fundadores) están sujetas a esto.

Muchos biólogos sienten que los cambios genéticos provocados por los efectos fundadores pueden contribuir a que las poblaciones aisladas desarrollen un aislamiento reproductivo de sus poblaciones parentales. En poblaciones suficientemente pequeñas, la deriva genética puede contrarrestar la selección. Los alelos levemente deletéreos pueden derivar hacia la fijación.

Wright y Fisher no estuvieron de acuerdo sobre la importancia de la deriva. Fisher pensó que las poblaciones eran lo suficientemente grandes como para descuidar la deriva. Wright argumentó que las poblaciones a menudo se dividían en subpoblaciones más pequeñas. La deriva podría causar diferencias de frecuencia de alelos entre subpoblaciones si el flujo de genes fuera lo suficientemente pequeño.

Si una subpoblación fuera lo suficientemente pequeña, la población podría incluso desplazarse a través de valles de aptitud en el paisaje adaptativo. Entonces, la subpoblación podría escalar una colina de fitness más grande. El flujo de genes de esta subpoblación podría contribuir a la adaptación de la población en su conjunto. Esta es la teoría de la evolución del Balance cambiante de Wright.

Tanto la selección natural como la deriva genética disminuyen la variación genética. Si fueran los únicos mecanismos de evolución, las poblaciones eventualmente se volverían homogéneas y sería imposible una mayor evolución. Sin embargo, existen mecanismos que reemplazan la variación agotada por la selección y la deriva.

Cada cromosoma de nuestro esperma u óvulo es una mezcla de genes de nuestra madre y nuestro padre. La recombinación se puede considerar como una mezcla de genes. La mayoría de los organismos tienen cromosomas lineales y sus genes se encuentran en lugares específicos (loci) a lo largo de ellos. Las bacterias tienen cromosomas circulares.

En la mayoría de los organismos que se reproducen sexualmente, hay dos de cada tipo de cromosoma en cada célula. Por ejemplo, en los seres humanos, cada cromosoma está emparejado, uno heredado de la madre y el otro heredado del padre. Cuando un organismo produce gametos, los gametos terminan con solo uno de cada cromosoma por célula. Los gametos haploides se producen a partir de células diploides mediante un proceso llamado meiosis.

En la meiosis, los cromosomas homólogos se alinean. El ADN del cromosoma se rompe en ambos cromosomas en varios lugares y se vuelve a unir con la otra hebra. Más tarde, los dos cromosomas homólogos se dividen en dos células separadas que se dividen y se convierten en gametos. Pero, debido a la recombinación, ambos cromosomas son una mezcla de alelos de la madre y el padre.

La recombinación crea nuevas combinaciones de alelos. Se pueden juntar alelos que surgieron en diferentes momentos y lugares. La recombinación puede ocurrir no solo entre genes, sino también dentro de los genes. La recombinación dentro de un gen puede formar un nuevo alelo. La recombinación es un mecanismo de evolución porque agrega nuevos alelos y combinaciones de alelos al acervo genético.

Nuevos organismos pueden ingresar a una población por migración de otra población. Si se aparean dentro de la población, pueden traer nuevos alelos al acervo genético local. A esto se le llama flujo de genes. En algunas especies estrechamente relacionadas, los híbridos fértiles pueden resultar de apareamientos interespecíficos. Estos híbridos pueden transmitir genes de una especie a otra.

El flujo de genes entre especies relacionadas más lejanamente ocurre con poca frecuencia. A esto se le llama transferencia horizontal. Un caso interesante de esto involucra elementos genéticos llamados elementos P. Margaret Kidwell descubrió que los elementos P se transfirieron de algunas especies del grupo de Drosophila willistoni a Drosophila melanogaster.

Estas dos especies de moscas de la fruta están relacionadas lejanamente y no se forman híbridos. Sin embargo, sus rangos se superponen. Los elementos P se vectorizaron en D. melanogaster a través de un ácaro parásito que se dirige a ambas especies. Este ácaro perfora el exoesqueleto de las moscas y se alimenta de los "jugos".

El material, incluido el ADN, de una mosca se puede transferir a otra cuando el ácaro se alimenta. Dado que los elementos P se mueven activamente en el genoma (ellos mismos son parásitos del ADN), uno se incorporó al genoma de una mosca melanogaster y posteriormente se propagó a través de la especie. Las existencias de laboratorio de melanogaster capturadas antes de la década de 1940 carecen de elementos P. Todas las poblaciones naturales hoy las albergan.

Ensayo # 3. Evolución dentro de un linaje para la variación genética:

La evolución es un cambio en el acervo genético de una población que a lo largo del tiempo puede ocurrir debido a varios factores. Tres mecanismos agregan nuevos alelos al acervo de genes: mutación, recombinación y flujo de genes. Dos mecanismos eliminan los alelos, la deriva genética y la selección natural. Drift elimina alelos aleatoriamente del acervo genético. La selección elimina los alelos deletéreos del acervo genético. La cantidad de variación genética encontrada en una población es el equilibrio entre las acciones de estos mecanismos.

La selección natural también puede aumentar la frecuencia de un alelo. La selección que elimina los alelos dañinos se llama selección negativa. La selección que aumenta la frecuencia de alelos útiles se denomina selección darwiniana positiva o, a veces, positiva. Un nuevo alelo también puede derivar a una frecuencia alta. Pero, dado que el cambio de frecuencia de un alelo en cada generación es aleatorio, nadie habla de deriva positiva o negativa.

Excepto en casos raros de alto flujo de genes, nuevos alelos ingresan al acervo genético como una sola copia. La mayoría de los nuevos alelos agregados al acervo genético se pierden casi de inmediato debido a la deriva o la selección, solo un pequeño porcentaje alcanza una frecuencia alta en la población. Incluso los alelos más moderadamente beneficiosos se pierden debido a la deriva cuando aparecen. Sin embargo, una mutación puede reaparecer en numerosas ocasiones.

El destino de cualquier nuevo alelo depende en gran medida del organismo en el que aparece. Este alelo estará vinculado a los otros alelos cercanos durante muchas generaciones. Un alelo mutante puede aumentar en frecuencia simplemente porque está vinculado a un alelo beneficioso en un locus cercano. Esto puede ocurrir incluso si el alelo mutante es perjudicial, aunque no debe ser tan perjudicial como para contrarrestar el beneficio del otro alelo.

Del mismo modo, un nuevo alelo potencialmente beneficioso puede eliminarse del acervo genético porque estaba vinculado a alelos deletéreos cuando surgió por primera vez. Un alelo "Cabalgando sobre las faldas del abrigo" de un alelo beneficioso se llama autoestopista. Finalmente, la recombinación llevará los dos loci al equilibrio de enlace. Pero, cuanto más estrechamente vinculados estén dos alelos, más durará el autostop.

Los efectos de la selección y la deriva están acoplados. La deriva se intensifica a medida que aumentan las presiones de selección. Esto se debe a que una mayor selección (es decir, una mayor diferencia en el éxito reproductivo entre los organismos de una población) reduce el tamaño efectivo de la población, el número de individuos que contribuyen con los alelos a la siguiente generación.

La adaptación se produce por selección natural acumulativa, el cribado repetido de mutaciones por selección natural. Los pequeños cambios, favorecidos por la selección, pueden ser el trampolín para futuros cambios. La suma de un gran número de estos cambios es la macroevolución.


Papel de la ley de Hardy-Weinberg en el apareamiento aleatorio | Genética

En este artículo discutiremos sobre el papel de la Ley de Hardy-Weinberg en el apareamiento aleatorio de la población.

La ley de Hardy-Weinberg es aplicable solo cuando el apareamiento es aleatorio. Cuando los genotipos no se aparean al azar, se denomina apareamiento no aleatorio, es decir, los individuos con ciertos genotipos prefieren aparearse con individuos de ciertos otros genotipos. Considérese, por ejemplo, el caso de los albinos que tienen genotipo recesivo aa, los individuos normales son AA y Aa. La frecuencia de un alelo es 0,01 y la del alelo A normal es 0,99.

Cuando la población está en equilibrio, la frecuencia de individuos AA es de 980 por mil, de portadores heterocigotos Aa es de 19,8 por mil y de albinos de 0,1 por mil.

Obviamente, hay aproximadamente 49 veces más portadores heterocigotos que albinos en una muestra de 1000 miembros de la población. Ahora los individuos AA y Aa tienen una apariencia normal y se aparean al azar. Pero los albinos tienen menos probabilidades de aparearse con los albinos o incluso quizás con los normales. Por lo tanto, principalmente los apareamientos Aa x Aa son la fuente de todos los albinos.

La consanguinidad y el apareamiento selectivo:

Estas son dos desviaciones del apareamiento aleatorio. La endogamia es una forma de apareamiento no aleatorio que tiene lugar entre parientes que tienen genotipos similares. Aumenta la frecuencia de homocigotos en la población y disminuye la frecuencia de heterocigotos. Los efectos nocivos de la endogamia en el aumento de la frecuencia de trastornos recesivos en los seres humanos se encuentran en los matrimonios consanguíneos.

El grado más cercano posible de endogamia es la autofertilización que ocurre en algunas plantas como el guisante de olor. En el apareamiento selectivo, los individuos con fenotipos similares se aparean con más frecuencia de lo esperado por casualidad.

El apareamiento selectivo provoca una disminución menor de la heterocigosidad que por consanguinidad, pero produce un mayor aumento de la variación fenotípica. Caracteres fenotípicos como altura, color de piel, coeficiente intelectual y otros forman la base del apareamiento selectivo en humanos. El efecto más importante del apareamiento selectivo es aumentar la variación de un rasgo en la población.

Coeficiente de consanguinidad:

El coeficiente de consanguinidad es la probabilidad de que un individuo reciba en un locus dado dos alelos que son idénticos por descendencia. Es un método para medir las consecuencias genéticas de la endogamia, es decir, el aumento de la frecuencia de genotipos homocigotos. Cuando los parientes se casan, es probable que tengan uno o más antepasados ​​comunes.

Si un antepasado de ambos compañeros es portador de un gen recesivo dañino, en ese caso, ambos compañeros que son descendientes directos también podrían ser portadores. La endogamia da lugar a un niño afectado homocigótico. Se dice que los dos alelos en un niño afectado de este tipo son idénticos por descendencia porque se originan por la replicación de un solo alelo portado por un antepasado. La probabilidad de recibir dos alelos que son idénticos por descendencia es una medida del coeficiente de consanguinidad y se designa con el símbolo F.

En una población de apareamiento aleatorio con dos alelos que tienen una frecuencia pyq, la frecuencia de heterocigotos es 2pq. En una población con coeficiente de consanguinidad F, la frecuencia de heterocigotos se reducirá en una fracción f del total. Un aspecto de la Ley de Hardy-Weinberg tiene en cuenta la endogamia.

Considere 2 alelos A y a en una población con frecuencias pyq tales que p + q = 1. Si el coeficiente de consanguinidad de la población es f, entonces las frecuencias de los genotipos AA, Aa y aa serán p 2 (1 & # 8211 F) + pf, 2pq (1 y # 8211 F) y q 2 (1 & # 8211 F) + qF respectivamente. Cuando no hay consanguinidad, F se reduce a cero, y las proporciones de genotipos alcanzan valores de equilibrio de Hardy-Weinberg de poblaciones de apareamiento al azar.

En una situación imaginaria de endogamia completa, F = 1. Sin embargo, la endogamia en humanos nunca alcanza valores tan altos. En promedio, el coeficiente de consanguinidad en humanos varía entre F = 0,003 en algunas comunidades de Japón a su valor más alto de F= 0,02 en algunos estados del sur de la India, como Andhra Pradesh.

Los efectos dañinos de la endogamia resultan de genes recesivos raros y dañinos que se vuelven homocigotos, y también dependen de la frecuencia de alelos dañinos raros en la población. Cuando los genes dañinos se vuelven homocigotos en plantas autofertilizantes, se eliminan rápidamente de la población.

Los estudios sobre los efectos de la endogamia en humanos han demostrado defectos físicos y mentales y un mayor riesgo de muerte en los hijos de los matrimonios entre primos hermanos. Estos niños pueden tener o no un coeficiente intelectual más bajo, una tasa de crecimiento y una menor capacidad que los niños no endogámicos. Se ha estimado que un ser humano promedio tiene de 3 a 5 genes que podrían producir una discapacidad mental o física severa.

Esto significa que un ser humano normal es un portador heterocigoto de 6-10 alelos que en la condición homocigótica podrían causar la muerte o discapacidades físicas o mentales graves. El fenómeno se llama carga mutacional.

Solo una minoría del número total de genes recesivos dañinos en una población está realmente presente en los homocigotos afectados. La mayoría de estos genes están ocultos en personas heterocigotas, normales y sanas que son portadoras.

Depresión endogámica y heterosis:

Los criadores de plantas y animales han utilizado la endogamia para aumentar la homogeneidad a través de la homocigosidad. Es bien sabido que la endogamia también conduce a la reducción del vigor, la aptitud, la fertilidad y otros atributos similares. Esto se denomina depresión endogámica y es el resultado de que los alelos deletéreos se vuelven homocigotos.

Sin embargo, si se cruzan líneas endogámicas independientes, los híbridos resultantes muestran un mayor vigor, aptitud y fertilidad sobre los padres. Esto se llama vigor híbrido o heterosis y se explota mucho en la mejora de plantas de cultivo como maíz, algodón, ricino, Pennisetum y sorgo.

Entre los animales, el vigor que muestra la mula, resultado de un cruce entre un caballo macho y una burra, es un ejemplo familiar. La mula es mejor bestia de carga que cualquiera de sus padres.


Lo que aprenderá:

En todas las poblaciones humanas, los individuos suelen elegir parejas por atributos fácilmente observables, no de forma arbitraria. En principios culturales y normas sociales específicos, rigen la selección de pareja. En general, en comparación con características como el color de la piel, la altura y la personalidad, el apareamiento se produce con personas relacionadas. Cuando intentan activamente fortalecer la diversidad o construir nuevas especies asegurándose con cautela de que el apareamiento no sea espontáneo, los criadores de animales hacen lo mismo. Los agricultores esperan aumentar la prevalencia de esas características en los próximos competidores, ya que eligen socios para sus animales en función de las características elegidas. La evolución es comúnmente el resultado de que las características diferenciadas se heredan genéticamente. Sin embargo, los resultados no siempre son los que predicen los agricultores. Es beneficioso investigar principalmente los resultados del apareamiento aleatorio para considerar los efectos de las formas de apareamiento no aleatorio. El acervo genético de una especie que se aparea al azar tampoco sufre ningún mecanismo evolutivo adicional, no se alterará y permanecerá en equilibrio como lo encontraron Hardy y Weinberg en el siglo XX inicial. En una población del 50 por ciento de cualquiera de estos dos alelos, el 25% homocigoto dominante representado como AA, el 25% homocigoto recesivo representado como aa, y el 50% heterocigoto representado como Aa serán las frecuencias de genotipo descendiente predichas de apareamiento aleatorio. Cualquier generación que se aparee al azar y en la que no esté funcionando ningún otro proceso evolutivo permanecerá en esta proporción.

Acoplamiento selectivo positivo:

El patrón de apareamiento no aleatorio más prevalente en los seres humanos es aquel en el que los individuos copulan por rasgos elegidos. Esto se conoce como apareamiento selectivo afirmativo. La palabra & quotassortative & quot denota que los rasgos se categorizan y seleccionan. Los individuos altos y delgados que se aparean solo con individuos altos y delgados serán un ejemplo de selección selectiva constructiva. En términos de genotipos de los rasgos que están dominados por dos alelos autosómicos, conducidos a través de un apareamiento selectivo positivo extremo conduce a solo 3 patrones de apareamiento potenciales: homocigoto-dominante * homocigoto-dominante (AA * AA), heterocigoto * heterocigoto (Aa * Aa ) y homocigoto-recesivo * homocigoto-recesivo (aa * aa). Un aumento gradual en los genotipos homocigotos (AA, aa) y una reducción resultante en el número de genotipos heterocigotos (Aa) en la población es el resultado neto del apareamiento selectivo positivo.


Pregunta sobre las consecuencias del apareamiento no aleatorio y las frecuencias alélicas - Biología

Apareamiento no aleatorio


En todas las poblaciones humanas, las personas generalmente seleccionan parejas de forma no aleatoria por rasgos que son fácilmente observables. Los valores culturales y las reglas sociales guían principalmente la selección de pareja. Más comúnmente, el apareamiento es con personas similares con respecto a rasgos como el color de la piel, la estatura y la personalidad. Los criadores de animales hacen esencialmente lo mismo cuando intentan intencionalmente mejorar variedades o crear nuevas, asegurándose cuidadosamente de que el apareamiento no sea aleatorio. Cuando seleccionan parejas para sus animales en función de los rasgos deseados, los agricultores esperan aumentar la frecuencia de esos rasgos en las generaciones futuras. En la medida en que los rasgos discriminados se heredan genéticamente, la evolución suele ser una consecuencia. Sin embargo, los resultados no siempre son los que esperan los agricultores. Las razones se explicarán en breve.

Incluso sin la intervención de los agricultores, la mayoría de los animales seleccionan a las parejas con cuidado, no se aparean al azar. Charles Darwin señaló este hecho en su libro de 1871 Descenso del hombre y selección en relación al sexo. Sugirió que la selección de pareja es una poderosa fuerza de evolución similar en su efecto a la selección natural. Esta idea fue ampliamente rechazada en la época de Darwin, pero investigaciones posteriores demostraron que tenía razón.

Por qué los animales se aparean de forma no aleatoria: cuento del pavo real
videoclip de la serie PBS 2001 Evolución
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Para comprender el efecto de los patrones de apareamiento no aleatorio, es útil examinar primero los resultados del apareamiento aleatorio. Como demostraron Hardy y Weinberg a principios del siglo XX, el acervo genético de una población que se aparea al azar y no está sujeta a ningún otro proceso evolutivo no cambiará, permanecerá en equilibrio. Si el apareamiento es completamente aleatorio, habrá nueve patrones de apareamiento posibles para un rasgo controlado por dos alelos (A y a).

En una población que tiene el 50% de cada uno de estos dos alelos, las frecuencias esperadas del genotipo de la descendencia con apareamiento aleatorio serán 25% homocigoto dominante (AA), 25% homocigoto recesivo (aa) y 50% heterocigoto (Aa), como se muestra. en la siguiente tabla. Permanecerán en esta proporción cada generación que continúe el apareamiento aleatorio y no esté operando ningún otro mecanismo evolutivo.


Apareamiento Assortative Positivo

El patrón de apareamiento no aleatorio más común entre los humanos es aquel en el que los individuos se aparean con otros que son como ellos fenotípicamente para rasgos seleccionados. Esto se conoce como apareamiento selectivo positivo . El término & quotassortative & quot se refiere a clasificar y seleccionar características. Un ejemplo de selección selectiva positiva serían las personas altas y delgadas que se aparean solo con personas altas y delgadas. Llevado al extremo, el apareamiento selectivo positivo da como resultado solo tres posibles patrones de apareamiento con respecto a los genotipos para los rasgos que están controlados por dos alelos autosómicos: dominante homocigoto con dominante homocigoto (AA X AA), heterocigoto con heterocigoto (Aa X Aa), y homocigoto recesivo con homocigoto recesivo (aa X aa).

El efecto neto del apareamiento selectivo positivo es un aumento progresivo en el número de genotipos homocigotos (AA y aa) y una disminución correspondiente en el número de heterocigotos (Aa) en una población, como se muestra en la siguiente tabla. Cada generación que haya apareamiento selectivo positivo, esta tendencia polarizante continuará en la población.

Apareamiento Assortative Positivo
Posible padre
patrones de apareamiento
Genotipos de descendencia esperados
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico

AA X AA

4

Aa X Aa 1 2 1
aa X aa 4
Total 5
( 42% )

2
( 17% )

5
( 42% )


Apareamiento Assortative Negativo

El patrón de apareamiento no aleatorio menos común entre los humanos es aquel en el que las personas solo seleccionan parejas que son fenotípicamente diferentes de ellos mismos por rasgos selectivos. Esto se conoce como apareamiento selectivo negativo . Ocurriría, por ejemplo, si las personas altas y delgadas coincidieran solo con las personas bajas y robustas.

En cuanto a los genotipos, hay seis posibles patrones de apareamiento assortative negativos para los rasgos que están controlados por dos alelos autosómicos, como se muestra en la siguiente tabla. El efecto neto es un aumento progresivo en la frecuencia de genotipos heterocigotos (Aa) y una disminución correspondiente en homocigotos (AA y aa) en una población. En otras palabras, el apareamiento selectivo negativo tiene el efecto opuesto al apareamiento selectivo positivo.

Apareamiento Assortative Negativo
Posible padre
patrones de apareamiento
Genotipos de descendencia esperados
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico
AA X Aa 2 2
AA X aa 4
Aa X AA 2 2
Aa X aa 2 2

aa X AA

4

aa X Aa 2 2
Total 4
( 17% )

16
( 67% )

4
( 17% )


Consecuencias evolutivas del apareamiento no aleatorio

Al igual que la recombinación, el apareamiento no aleatorio puede actuar como un proceso auxiliar para que la selección natural provoque la evolución. Cualquier desviación del apareamiento aleatorio altera la distribución de equilibrio de los genotipos en una población. Esto ocurrirá ya sea que la selección de pareja sea positiva o negativa. Una sola generación de apareamiento aleatorio restaurará el equilibrio genético si ningún otro mecanismo evolutivo está operando en la población. Sin embargo, esto no da como resultado un retorno a la distribución de los genotipos de la población que existía antes del período de apareamiento no aleatorio. Una comparación de la segunda y quinta generación en la siguiente tabla ilustra este hecho.

Efectos del apareamiento no aleatorio en el acervo genético de una población
Generacion Patrón de apareamiento de los padres Frecuencias de genotipos descendientes Efectuar en
genotipo
frecuencias
Automóvil club británico Automóvil club británico Automóvil club británico
1 aleatorio 50% 30% 20% equilibrio
2 aleatorio 50% 30% 20% equilibrio
3 surtido negativo 45% 40% 15% cambio
4 surtido negativo 40% 50% 10% cambio
5 aleatorio 40% 50% 10% equilibrio
6 aleatorio 40% 50% 10% equilibrio
7 surtido positivo 43% 45% 12% cambio
8 surtido positivo 48% 34% 18% cambio

NOTA: las frecuencias de genotipos en una población real pueden diferir algo de las de
esta tabla, pero la dirección del cambio de generación en generación será la misma.

Plant and animal breeders usually employ controlled positive assortative mating to increase the frequency of desirable traits and to reduce genetic variation in a population. In effect, they try to guide the direction of evolution by preventing some individuals from mating and encouraging others to do so. By doing this, farmers, in a sense are acting in the place of nature in selecting winners and losers in the competition for survival. This method has been used to develop purebred varieties of laboratory mice, dogs, horses, and other farm animals. The amount of time it takes for this process can be much shorter than one might imagine. If brothers and sisters are mated together every generation, it will only take 20 generations for all individuals in a family line to share 98+% of the same alleles they essentially will be clones, and breeding results will be close to those resulting from self-fertilization. Commercially sold laboratory research mice have been mated brother to sister for 50-100 generations or more. The downside of this practice is that positive assortative mating results in an increase in homozygosity of harmful alleles if they are present in the gene pool. The high frequency of hip dysplasia , epilepsy , and immune-system malfunctions in some dog varieties are primarily a result of inbreeding. The reduction in viability and subsequent loss of reproductive potential of purebred varieties has been referred to as depresión endogámica . In contrast, animals that have been crossbred with mates from very different genetic lines are more likely to have lower frequencies of homozygous recessive conditions. Subsequently, they are liable to be more viable. This phenomenon has been referred to as hybrid vigor o heterosis .

Human mating rarely is as consistently positive assortative as is the case with purebred domesticated animals. As a consequence, inbreeding depression is rarely a problem except for some reproductively isolated small societies and subcultures. The Old Order Amish are an example. This relatively small population centered in Pennsylvania and Ohio has been self-isolated by their religious beliefs and lifestyle for more than two centuries. They mostly select mates from within their own communities, which results in positive assortative effects on their gene pool. The Amish population has a comparatively high frequency of Ellis-van Creveld syndrome , which is a genetically inherited disorder characterized by dwarfism, extra fingers, and malformations of the arms, wrists, and heart. The majority of the known cases in the world of this rare syndrome have been found among the Amish , and 7% of them carry the responsible recessive autosomal allele.


Consanguineous Mating

Consanguineous mating , o inbreeding, is the sexual union of closely related individuals, such as brothers, sisters, or cousins. It is an extreme form of positive assortative mating since close relatives usually are genetically more similar than are unrelated people who share a few traits . When siblings mate together, it is in effect positive assortative mating for many genetic traits. Half of the alleles of brothers and sisters are likely to be shared. If they mate together, their children would be expected to have a quarter of those alleles in common. Therefore, when consanguineous mating occurs, the result is significantly less genetic diversity among the descendants than if the parents had mated with someone who was not closely related but was like them in terms of selected traits such as skin color or stature.

It has long been assumed by the general public in western nations that children of inbred parents inevitably have a high probability of inheriting mental retardation and other serious genetic defects. This is not necessarily true. If a harmful allele is present in a family, it will show up at a higher than normal rate among inbred children. If inbreeding continues to be the common mating pattern in a family line, it is likely that homozygosity will increase in frequency and the family will experience a progressive rise in the genetic load of the deleterious allele. On the other hand, if the allele is not present in the family line, inbred offspring are not likely to have a higher than normal risk of inheriting a mutation for it. Inbreeding also could potentially increase the odds of a child inheriting desirable traits. If the family genetic line has alleles that contribute to advantageous characteristics, such as intelligence, health, or what their culture defines as beauty, they are more likely to show up in children resulting from inbreeding if the parents have these characteristics . Consanguineous mating also may be an advantage for women who are Rh negative because it would increase the chances that their children would be Rh negative. As a consequence, there would be a lower risk of erythroblastosis fetalis in the children. You will learn more about this potentially fatal condition and its connection with Rh blood types in the next tutorial of this series.

NOTE: The word "consanguineous" comes from Latin and literally means "with the blood". In other words, consanguineous mating is between "blood relatives". The term "blood relatives" goes back to the time when people mistakenly thought that what passed between parents and their children was blood. In fact, it is DNA rather than blood.

The closer two mates are in generational distance from their common ancestor, the greater the likelihood of positive assortative effects on the genomes of their children. Based on statistical data fr om 38 populations in South Asia, Africa, Europe, and South America, it has been determined that the increased risk for significant birth defects among the offspring of first cousins is only 1.7-2.8% above the risk for the general population. The predicted risk for the children of brothers and sisters or parents and their children is 6.8-11.2% above that of the general population. Based on these numbers , it would seem that while the risk is high for very close biological relatives, it is relatively low for first cousins and more distant kinsmen. In fact, there is a high probability that the children of first cousins will not have significant birth defects . In addition, there does not appear to be a statistically significant increase in the frequency of gross chromosomal anomalies, such as trisomy-21 (Down syndrome), in the children of consanguineous unions.

While first cousin marriages are extremely rare in North America, Europe, and East Asia, they are very common in some parts of the world due to long existing cultural traditions. Roughly a third of the marriages in rural India are between first cousins. In the Arabian Peninsula, the rate is 50% or higher. In both areas, there are ongoing nationwide educational campaigns to discourage first cousin marriages. The hope is that if they are successful in reducing the number of such unions, it will cut medical costs for the nations. So far there has been some success in changing the marriage patterns of more educated urban Saudis and Indians, but there have been little inroads into rural areas where most first cousin marriages occur.

A recent statistical study of 165 years of genealogies for 160,000 couples in Iceland has shown somewhat surprising results. Married couples who were third cousins (they shared a great-great-grandparent) had more offspring than did couples who were less closely related. In other words, marrying third cousins resulted in greater reproductive success. However, couples who were first or second cousins had fewer offspring and those children died at a younger age.

Is Love in Our DNA -- how do you choose a mate? (Take a poll to find out.)
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Resumen

We have seen in this and previous sections of the tutorial that evolution can result from any of four main processes operating independently or together . In addition, there are two ancillary contributing processes.

Main processes Ancillary processes
1. mutación 1 . recombinación
2. deriva genética 2 . non-random mating
3. seleccion natural
4. flujo de genes

Mutation is the ultimate source of new genetic varieties. However, gene flow can be responsible for the introduction of new alleles into a population and very rarely into a species . Generally the most rapid and dramatic evolution is due to natural selection. Recombination and non-random mating can change the frequencies of genotypes which in turn can be selected for or against by nature. Genetic drift can also result in rapid evolution of the gene pools of small, reproductively isolated populations. It is highly likely that our ancestors lived in such small populations for 99+% of the last 2.5 million years during which our genus Homo was evolving. Subsequently, genetic drift and other small population size effects must have frequently been a major factor in our evolution along with natural selection.

Five Fingers of Evolution--summary of how evolution works by Paul Anderson.
Vi deo clip from E d. T ed.com . Para volver aquí, debe hacer clic en & quot; Atrás & quot
en el programa de su navegador. (length = 5 mins, 23 secs)

Primary source for human birth defect statistics related to inbreeding: Bennett, R. L. et al., "Genetic Counseling and Screening of Consanguineous Couples and Their Offspring: Recommendations of the National Society of Genetic Counselors", Journal of Genetic Counseling (2002) 11(2):97-119. Source of data on Icelandic couples: "An Association Between the Kinship and Fertility of Human Couples" Ciencias (2008) 319: 813-816.

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Biología 171

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Describir los diferentes tipos de variación en una población.
  • Explicar por qué solo la selección natural puede actuar sobre la variación hereditaria.
  • Describir la deriva genética y el efecto de cuello de botella.
  • Explique cómo cada fuerza evolutiva puede influir en una población y las frecuencias alélicas # 8217s

Los individuos de una población a menudo muestran diferentes fenotipos o expresan diferentes alelos de un gen en particular, que los científicos denominan polimorfismos. Llamamos polimórficas a las poblaciones con dos o más variaciones de características particulares. Varios factores, incluida la estructura genética de la población y el medio ambiente ((Figura)) influyen en la variación de la población, la distribución de los fenotipos entre los individuos. Comprender las fuentes de variación fenotípica en una población es importante para determinar cómo evolucionará una población en respuesta a diferentes presiones evolutivas.


Varianza genética

La selección natural y algunas de las otras fuerzas evolutivas solo pueden actuar sobre rasgos hereditarios, a saber, el código genético de un organismo. Debido a que los alelos se transmiten de padres a hijos, se pueden seleccionar aquellos que confieren rasgos o comportamientos beneficiosos, mientras que los alelos deletéreos no. Los rasgos adquiridos, en su mayor parte, no son heredables. Por ejemplo, si un atleta se ejercita en el gimnasio todos los días, aumentando la fuerza muscular, la descendencia del atleta no necesariamente crecerá para convertirse en fisicoculturista. Si existe una base genética para la capacidad de correr rápido, por otro lado, un padre puede transmitirla a su hijo.

Antes de que la evolución darwiniana se convirtiera en la teoría predominante del campo, el naturalista francés Jean-Baptiste Lamarck teorizó que los organismos podían heredar rasgos adquiridos. Si bien la mayoría de los científicos no han apoyado esta hipótesis, algunos han comenzado recientemente a darse cuenta de que Lamarck no estaba completamente equivocado. Visite este sitio para obtener más información.

La heredabilidad es la fracción de variación fenotípica que podemos atribuir a diferencias genéticas, o varianza genética, entre los individuos de una población. Cuanto mayor es la heredabilidad de la variación fenotípica de una población, más susceptible es a las fuerzas evolutivas que actúan sobre la variación heredable.

A la diversidad de alelos y genotipos dentro de una población la llamamos variación genética. Cuando los científicos participan en la cría de una especie, como con animales en zoológicos y reservas naturales, intentan aumentar la variación genética de una población para preservar la mayor cantidad posible de diversidad fenotípica. Esto también ayuda a reducir los riesgos asociados de endogamia, el apareamiento de individuos estrechamente relacionados, que puede tener el efecto indeseable de unir mutaciones recesivas deletéreas que pueden causar anomalías y susceptibilidad a enfermedades. Por ejemplo, una enfermedad causada por un alelo recesivo raro puede existir en una población, pero solo se manifestará cuando un individuo sea portador de dos copias del alelo. Debido a que el alelo es raro en una población normal y sana con un hábitat sin restricciones, la probabilidad de que dos portadores se apareen es baja e incluso entonces, solo el 25 por ciento de su descendencia heredará el alelo de la enfermedad de ambos padres. Si bien es probable que suceda en algún momento, no sucederá con la frecuencia suficiente para que la selección natural pueda eliminar rápidamente el alelo de la población y, como resultado, el alelo se mantiene a niveles bajos en el acervo genético. Sin embargo, si una familia de portadores comienza a cruzarse entre sí, esto aumentará dramáticamente la probabilidad de que dos portadores se apareen y eventualmente produzcan descendencia enferma, un fenómeno que los científicos llaman depresión endogámica.

Los cambios en las frecuencias alélicas que identificamos en una población pueden arrojar luz sobre cómo está evolucionando. Además de la selección natural, hay otras fuerzas evolutivas que podrían estar en juego: deriva genética, flujo de genes, mutación, apareamiento no aleatorio y variaciones ambientales.

Deriva genética

La teoría de la selección natural se deriva de la observación de que algunos individuos de una población tienen más probabilidades de sobrevivir más tiempo y tener más descendencia que otros, por lo que pasarán más genes a la siguiente generación. Un gorila macho grande y poderoso, por ejemplo, tiene muchas más probabilidades que uno más pequeño y débil de convertirse en el lomo plateado de la población, el líder de la manada que se aparea mucho más que los otros machos del grupo. El líder de la manada engendrará más descendientes, que comparten la mitad de sus genes, y es probable que también crezcan más y sean más fuertes como su padre. Con el tiempo, los genes de mayor tamaño aumentarán en frecuencia en la población y, como resultado, la población crecerá más en promedio. Es decir, esto ocurriría si esta presión de selección particular, o fuerza selectiva impulsora, fuera la única que actuara sobre la población. En otros ejemplos, un mejor camuflaje o una mayor resistencia a la sequía podrían representar una presión de selección.

Otra forma en que pueden cambiar las frecuencias de alelos y genotipos de una población es la deriva genética ((Figura)), que es simplemente el efecto del azar. Por casualidad, algunos individuos tendrán más descendencia que otros, no debido a una ventaja conferida por algún rasgo codificado genéticamente, sino simplemente porque un macho estaba en el lugar correcto en el momento correcto (cuando la hembra receptiva pasó caminando) o porque el otro estaba en el lugar equivocado en el momento equivocado (cuando un zorro estaba cazando).


¿Crees que la deriva genética se produciría más rápidamente en una isla o en tierra firme?

Las poblaciones pequeñas son más susceptibles a las fuerzas de la deriva genética. Alternativamente, las poblaciones grandes están protegidas contra los efectos del azar. Si un individuo de una población de 10 individuos muere a una edad temprana antes de dejar descendencia a la siguiente generación, todos sus genes (1/10 del acervo genético de la población) se perderán repentinamente. En una población de 100, eso es solo el 1 por ciento del acervo genético general, por lo tanto, tiene mucho menos impacto en la estructura genética de la población.

Vaya a este sitio para ver una animación de muestreo aleatorio y deriva genética en acción.

Los eventos naturales, como un terremoto que mata, al azar, a una gran parte de la población, pueden magnificar la deriva genética. Conocido como efecto de cuello de botella, resulta en la destrucción repentina de una gran parte del genoma ((Figura)). Inmediatamente, la estructura genética # 8217 de los supervivientes se convierte en la estructura genética # 8217 de toda la población, que puede ser muy diferente de la población anterior al desastre.


Otro escenario en el que las poblaciones pueden experimentar una fuerte influencia de la deriva genética es si una parte de la población se va para comenzar una nueva población en una nueva ubicación o si una barrera física divide a una población. En esta situación, esos individuos son una representación poco probable de toda la población, lo que resulta en el efecto fundador. El efecto fundador ocurre cuando la estructura genética cambia para coincidir con la de los padres y madres fundadores de la nueva población. Los investigadores creen que el efecto fundador fue un factor clave en la historia genética de la población afrikaner de colonos holandeses en Sudáfrica, como lo demuestran las mutaciones que son comunes en los afrikaners pero raras en la mayoría de las otras poblaciones. Probablemente esto se deba a que una proporción superior a la normal de los colonos fundadores portaba estas mutaciones. Como resultado, la población expresa una incidencia inusualmente alta de la enfermedad de Huntington (EH) y la anemia de Fanconi (FA), un trastorno genético conocido por causar anomalías congénitas y de la médula sanguínea, incluso cáncer. 1

Mire este breve video para obtener más información sobre el fundador y los efectos de cuello de botella.

Prueba del efecto cuello de botella

Pregunta: ¿Cómo afectan los desastres naturales a la estructura genética de una población?

Fondo: Cuando un terremoto o un huracán arrasa repentinamente con gran parte de la población, los individuos supervivientes suelen ser una muestra aleatoria del grupo original. Como resultado, la estructura genética de la población puede cambiar drásticamente. A este fenómeno lo llamamos efecto de cuello de botella.

Hipótesis: Los desastres naturales repetidos producirán diferentes estructuras genéticas de la población, por lo tanto, cada vez que se realice este experimento, los resultados variarán.

Prueba la hipótesis: Cuente la población original usando cuentas de diferentes colores. Por ejemplo, las cuentas rojas, azules y amarillas pueden representar individuos rojos, azules y amarillos. Después de registrar el número de cada individuo en la población original, colóquelos a todos en una botella con un cuello estrecho que solo permitirá que salgan unas pocas cuentas a la vez. Luego, vierte 1/3 del contenido de la botella en un tazón. Esto representa a las personas sobrevivientes después de que un desastre natural mata a la mayoría de la población. Cuente el número de cuentas de diferentes colores en el recipiente y anótelo. Luego, vuelva a colocar todas las cuentas en la botella y repita el experimento cuatro veces más.

Analiza los datos: Compare las cinco poblaciones que resultaron del experimento. ¿Todas las poblaciones contienen el mismo número de cuentas de diferentes colores o varían? Recuerde, todas estas poblaciones provienen de la misma población de padres.

Forme una conclusión: Lo más probable es que las cinco poblaciones resultantes difieran dramáticamente. Esto se debe a que los desastres naturales no son selectivos: matan y perdonan a las personas al azar. Ahora piense en cómo esto podría afectar a una población real. ¿Qué sucede cuando un huracán golpea la costa del golfo de Mississippi? ¿Cómo les va a las aves marinas que viven en la playa?

Flujo de genes

Otra fuerza evolutiva importante es el flujo de genes: el flujo de alelos dentro y fuera de una población debido a la migración de individuos o gametos ((Figura)). Si bien algunas poblaciones son bastante estables, otras experimentan más cambios. Muchas plantas, por ejemplo, envían su polen a todas partes, por el viento o por las aves, para polinizar otras poblaciones de la misma especie a cierta distancia. Incluso una población que inicialmente puede parecer estable, como una manada de leones, puede experimentar su parte justa de inmigración y emigración cuando los machos en desarrollo dejan a sus madres para buscar una nueva manada con hembras no emparentadas genéticamente. Este flujo variable de individuos dentro y fuera del grupo no solo cambia la estructura genética de la población, sino que también puede introducir una nueva variación genética en poblaciones en diferentes ubicaciones geológicas y hábitats.


Mutación

Las mutaciones son cambios en el ADN de un organismo y son un importante impulsor de la diversidad en las poblaciones. Las especies evolucionan debido a las mutaciones que se acumulan con el tiempo. La aparición de nuevas mutaciones es la forma más común de introducir una nueva variación genotípica y fenotípica. Algunas mutaciones son desfavorables o dañinas y se eliminan rápidamente de la población por selección natural. Otros son beneficiosos y se extenderán por la población. El hecho de que una mutación sea beneficiosa o dañina depende de si ayuda a un organismo a sobrevivir hasta la madurez sexual y reproducirse. Algunas mutaciones no hacen nada y pueden permanecer, sin verse afectadas por la selección natural, en el genoma. Algunos pueden tener un efecto dramático sobre un gen y el fenotipo resultante.

Apareamiento no aleatorio

Si los individuos se aparean de forma no aleatoria con sus compañeros, el resultado puede ser una población cambiante. Hay muchas razones por las que se produce el apareamiento no aleatorio. Una razón es la simple elección de pareja. Por ejemplo, las pavas hembras pueden preferir pavos reales con colas más grandes y brillantes. La selección natural elige rasgos que conducen a más selecciones de apareamiento para un individuo. Una forma común de elección de pareja, llamada apareamiento selectivo, es la preferencia de un individuo por aparearse con parejas que son fenotípicamente similares a ellos.

Otra causa de apareamiento no aleatorio es la ubicación física. Esto es especialmente cierto en poblaciones grandes distribuidas en vastas distancias geográficas donde no todos los individuos tendrán el mismo acceso entre sí. Algunos pueden estar a millas de distancia a través de bosques o sobre terreno accidentado, mientras que otros pueden vivir inmediatamente cerca.

Varianza ambiental

Los genes no son los únicos actores involucrados en la determinación de la variación de la población. Otros factores, como el medio ambiente ((Figura)) también influyen en los fenotipos. Es probable que un bañista tenga la piel más oscura que un habitante de la ciudad, por ejemplo, debido a la exposición regular al sol, un factor ambiental. Para algunas especies, el medio ambiente determina algunas características importantes, como el género. Por ejemplo, algunas tortugas y otros reptiles tienen una determinación del sexo dependiente de la temperatura (TSD). TSD significa que los individuos se convierten en machos si sus huevos se incuban dentro de un cierto rango de temperatura, o las hembras en un rango de temperatura diferente.


La separación geográfica entre poblaciones puede dar lugar a diferencias en la variación fenotípica entre esas poblaciones. Vemos tal variación geográfica entre la mayoría de las poblaciones y puede ser significativa. Podemos observar un tipo de variación geográfica, una clina, ya que las especies determinadas y las poblaciones # 8217 varían gradualmente a lo largo de un gradiente ecológico. Las especies de animales de sangre caliente, por ejemplo, tienden a tener cuerpos más grandes en los climas más fríos más cercanos a los polos de la tierra, lo que les permite conservar mejor el calor. Este es un cline latitudinal. Alternativamente, las plantas con flores tienden a florecer en diferentes momentos dependiendo de dónde se encuentren a lo largo de la ladera de una montaña. Este es un cline altitudinal.

Si hay un flujo de genes entre las poblaciones, es probable que los individuos muestren diferencias graduales en el fenotipo a lo largo de la línea. El flujo de genes restringido, alternativamente, puede conducir a diferencias abruptas, incluso a la especiación.

Resumen de la sección

Tanto los factores genéticos como los ambientales pueden causar variaciones fenotípicas en una población. Diferentes alelos pueden conferir diferentes fenotipos y diferentes entornos también pueden hacer que los individuos se vean o actúen de manera diferente. Sin embargo, solo las diferencias codificadas en los genes de un individuo pueden pasar a su descendencia y, por lo tanto, ser un objetivo de la selección natural. La selección natural funciona seleccionando alelos que confieren rasgos o comportamientos beneficiosos, mientras que selecciona contra aquellos por cualidades deletéreas. La deriva genética se debe a la posibilidad de que algunos individuos de la línea genética tengan más descendencia que otros. Cuando los individuos se van o se unen a la población, las frecuencias alélicas pueden cambiar como resultado del flujo de genes. Las mutaciones en el ADN de un individuo pueden introducir nuevas variaciones en una población. Las frecuencias alélicas también pueden alterarse cuando los individuos no se aparean al azar con otros en el grupo.

Conexiones de arte

(Figura) ¿Crees que la deriva genética se produciría más rápidamente en una isla o en tierra firme?

(Figura) Es probable que la deriva genética ocurra más rápidamente en una isla donde se espera que ocurran poblaciones más pequeñas.

Respuesta libre

Describa una situación en la que una población sufriría el efecto de cuello de botella y explique qué impacto tendría en el acervo genético de la población.

Un huracán mata a un gran porcentaje de la población de crustáceos que viven en la arena; solo unos pocos individuos sobreviven. Los alelos portados por los individuos supervivientes representarían el acervo genético de toda la población. Si los individuos supervivientes no son representativos de la población original, el acervo genético posterior al huracán diferirá del acervo genético original.

Describir la selección natural y dar un ejemplo de selección natural en acción en una población.

La teoría de la selección natural se deriva de la observación de que algunos individuos de una población sobreviven más tiempo y tienen más descendencia que otros: por lo tanto, más de sus genes pasan a la siguiente generación. Por ejemplo, un gorila macho grande y poderoso tiene muchas más probabilidades que uno más pequeño y débil de convertirse en el lomo plateado de la población: el líder de la manada que se aparea mucho más que los otros machos del grupo. Por lo tanto, el líder de la manada engendrará más descendientes que compartan la mitad de sus genes y es probable que crezcan más y sean más fuertes como su padre. Con el tiempo, los genes para un tamaño mayor aumentarán en frecuencia en la población y, como resultado, el tamaño corporal promedio aumentará en promedio.

Explique qué es un cline y proporcione ejemplos.

Un cline es un tipo de variación geográfica que se observa en las poblaciones de una especie determinada que varían gradualmente a lo largo de un gradiente ecológico. Por ejemplo, los animales de sangre caliente tienden a tener cuerpos más grandes en los climas más fríos más cercanos a los polos de la tierra, lo que les permite conservar mejor el calor. Esto se considera un cline latitudinal. Las plantas con flores tienden a florecer en diferentes momentos dependiendo de dónde se encuentren a lo largo de la ladera de una montaña. Esto se conoce como cline altitudinal.

Notas al pie

    A. J. Tipping et al., "Evidencia molecular y genealógica de un efecto fundador en familias con anemia de Fanconi de la población afrikaner de Sudáfrica", PNAS 98, no. 10 (2001): 5734-5739, doi: 10.1073 / pnas.091402398.

Glosario


Allele frequencies may also be studied at the population level

The frequency of different alleles in a population can be determined from the frequency of the various phenotypes in the population. In the simplest system, with two alleles of the same locus (e.g. A,a), we use the symbol pag to represent the frequency of the dominant allele within the population, and q for the frequency of the recessive allele. Because there are only two possible alleles, we can say that the frequency of p and q together represent 100% of the alleles in the population (p+q=1).

We can calculate the values of p and q, in a representative sample of individuals from a population, by simply counting the alleles and dividing by the total number of alleles examined. For a given allele, homozygotes will count for twice as much as heterozygotes.


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Tribolium

Male–female interactions

The high level of promiscuity in red flour beetles causes a conflict of interest between the sexes in this species. For example, males are selected to maximize their paternity, whereas females may be selected to choose the highest quality sire for their offspring. Conflicts of interest may lead to antagonistic co-evolution between the sexes.

One example of a conflict of interest between the sexes may relate to the mating frequency . Males may benefit from mating frequently or for a prolonged duration, because this may help them to maximize their sperm transfer and facilitate mate guarding, thereby increasing their share of paternity. The same may not be true for females that may incur costs, such as expenditure of time, energy, and/or loss of other mating opportunities. Thus, in beetle populations that show a high female mating rate, it is possible that the females are coerced into copulating. That females may be resisting male attempts at frequent copulation is suggested by some of their behaviors during mating. For example, they may exhibit swift movement away from a male that is attempting to mount. Even after the male manages to mount a female, they may move backwards to cause a mounted male to dislodge, or move extremely fast, another tactic that may cause the mounted male to dislodge. Females are also usually the first to walk away from copula. In contrast to these resistance behaviors, female cooperation is evident when they remain quiescent and allow a male to mount.

Multiple studies have demonstrated that populations of red flour beetles differ with respect to their mating related traits such as mating frequency, oviposition rates, mating duration. Possibly, this stems from not just differences in natural selection and drift, but also because of differences in patterns of male–female co-evolution in different populations. Thus, this insect is probably one of the best model systems to study male–female co-evolution.



Comentarios:

  1. Daviot

    Fuera de contexto. ¿Cómo promocionaste tu blog?

  2. Bayard

    muchas gracias.

  3. Sebert

    Sí, yo también lo pensé.

  4. Samubei

    ¡Exactamente! Es la buena idea. Está listo para apoyarlo.

  5. Daijon

    ¡Felicitaciones al administrador y lectores Feliz Navidad!



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