Mecanismos de la Evolución: Variabilidad y Especiación

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Grado de Psicología Universidad de Deusto Mecanismos de la evolución Tema 4 1.- INTRODUCCIÓN 2.- VARIABILIDAD 2.1.-DERIVA GENÉTICA 3.- CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS y HOMOCIGÓTICAS 4.- ESPECIACIÓN 4.1 .- ESPECIE (CONCEPTO) MECANISMOS DE AISLAMIENTO REPRODUCTIVO 4.2.- TEORÍAS DE LA ESPECIACIÖN MICROEVOLUCIÓN: ESPECIACIÓN ALOPÁTRICA MACROEVOLUCIÓN: ESPECIACIÓN SIMPÁTRICA CONTENIDOS Las poblaciones naturales presentan una gran reserva de variabilidad para responder a los cambios ambientales. Como el medio ambiente es muy variable, la selección natural elige seres de carácter heterocigótico. Dejando de lado las de carácter homocigótico.

En consecuencia, el genoma de la mayoría de los seres vivos tiene un carácter heterocigótico. El carácter homocigótico se ve en muy pocas personas. 1. Introducción En este tema: Veremos otras formas de generar variabilidad a parte de las que ya conocemos: Meiosis (recombinación genética y distribución aleatoria de los cromosomas) Mutaciones Flujo genético/migración ¿Cómo se mantiene la variabilidad? ¿Cómo afecta al cambio evolutivo? 1. Introducción La estructura somática de los organismos está formada por órganos y tejidos, es decir, células. Nurestro organismo tiene 50.000 millones de células. 2.

Variabilidad Es uno de los fenómenos capaces de alterar la selección natural y el equilibrio genético junto con la mutación. Objetivo: Consiste en modificar la frecuencia de los alelos en todas las especies. Cambio en la frecuencia de los alelos: – Los alelos en la reproducción sexual son elegidos al azar – y es la consecuencia de la pérdida al azar de algunos alelos Por tanto, la deriva genética se debe a un cambio aleatorio en la frecuencia de los alelos de una generación a otra. 2.1. DERIVA GENÉTICA ¿Cómo se pueden perder los alelos de manera aleatoria? Como consecuencia de un error de muestreo La reproducción sexual genera una gran variedad de gametos.

De todos ellos, solo algunos se unen para formar el cigoto. Este enlace es totalmente aleatorio. Los alelos de los gametos que se quedan sin fecundar se pierden. 2.1. DERIVA GENÉTICA Modifica la frecuencia de las características específicas de las especies. Normalmente tienden a desaparecer los alelos de menor frecuencia y a mantenerse los alelos de alta frecuencia. En consecuencia, influye en la variabilidad genética de cada especie: reduciendo la variabilidad. El cambio genético producido por la deriva genética no tiene por qué ser bueno para la adaptación. 2.1.

DERIVA GENÉTICA Cuanto mayor sea el tamaño de la población, menor será la variación de la frecuencia de los alelos (de una generación a otra). En poblaciones de pequeño tamaño, la deriva genética suele tener un mayor impacto: dando un efecto generador o un efecto cuello de botella. 2.1. DERIVA GENÉTICA Efecto cuello de botella Imaginemos 2 poblaciones, una con 20 individuos y otra con 10.000. La frecuencia de un alelo recesivo es del 10%. 20 indv. 10.000 indv. 2 1000 Alelo recesivo La deriva genética tiende a crear una población homocigótica. Es decir, pretende hacer desaparecer los genes heterocigóticos.

Al ser diferentes los alelos que se pierden o se mantienen en cada población, puede dar lugar a que la estructura genética de dos poblaciones procedentes de la misma especie sea completamente diferente. 2.1. DERIVA GENÉTICA: consecuencias En la naturaleza se da una elección en favor de las características heterocigóticas Se intentan aislar las caracteríticas homocigóticas. Esto recibe el nombre de heterosis. 3. CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS La heterosis no significa que los modelos heterocigóticos siempre transmitan las características mejores o más saludables. En ocasiones, la selección natural garantiza la continuidad y estabilidad de los genes perjudiciales.

Ejemplo de ello es la anemia falciforme. 3. CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS Anemia falciforme: Células en forma de hoz Es una enfermedad muy extendida en algunas poblaciones africanas y asiáticas Es la consecuencia de la creación de hemoglobina con formas inadecuadas. – El alelo (Hb a) produce hemoglobina no adecuada » Problemas en el transporte de oxígeno – El alelo (Hb A) produce hemoglobina adecuada » La hemoglobina generadas transportan oxígeno sin problemas. 3. CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS "ANEMIA FALCIFORME" Alelo: Hb (A) Alelo: Hb (a) Genotipos: Hb A Hb A (Homocigotico) Hb A Hb a (Heterocigotico) Hb a Hb a (Homocigotico) 3.

CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS Genotipo: Hb a Hb a Muchos seres humanos que tienen este alelo en estado homocigótico (Hb a Hb a) mueren al poco de nacer La hemoglobina de su cuerpo no puede transportar bien el oxígeno, así que fallecen por esta causa. Eficacia biológica: es casi cero 3. CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS A pesar de la alta mortalidad, el alelo "Hb a" se mantiene en un 30% de la población (muy alto). Además, es muy frecuente que en las regiones donde aparece la anemia también exista un tipo concreto de malaria que está muy extendida. Este tipo de malaria es causada por un parásito llamado Plasmodium falciparum.

Mediante la picadura de mosquitos llamados anopheles, el parásito llega a la sangre humana. Parasitado, quedando en los glóbulos rojos del individiuo. 3. CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS Lastre genético: La presencia de genotipos heterocigóticos también tiene sus inconvenientes. La pérdida de eficacia biológica en una población como consecuencia de la asociación de genes de carácter heterocigótico se denomina LASTRE GENÉTICO. Se indica con una L La reproducción entre los consanguíneos aumenta la frecuencia de errores genéticos en las siguientes generaciones. El responsable de ello es el lastre genético 3.

CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS (P): HbA Hba x HbA Hba (F1): HbA HbA HbA Hba HbA Hba Hba Hba (L) (%25) (%50) (%25) (Lastre genético) 3. CARACTERÍTICAS HETEROCIGÓTICAS Y HOMOCIGÓTICAS Para la creación de la especie: 1. Emparejar seres con características similares 2. Deben tener la capacidad de reproducirse conjuntamente 3. Los seres con otras características no pueden reproducirse con ellos (es otra especie). 4. CREACIÓN DE ESPECIES Concepto de especie: La última característica es muy importante: – La falta de capacidad reproductiva con otras especies: implica la imposibilidad de intercambiar información genética.

– En consecuencia: cada especie será una unidad de evolución discreta e independiente. – Para evitar la reproducción entre diferentes especies, la naturaleza dispone de mecanismos de aislamiento reproductivo. – Estos mecanismos garantizan un cruce o reproducción estable y adecuada. 4. CREACIÓN DE ESPECIES Mecanismos de aislamiento reproductivo: Son de dos tipos: Mecanismos precigóticos: impiden la reproducción entre individuos de distintas poblaciones, evitando la formación de híbridos. Mecanismos postcigóticos: disminuyen la viabilidad o fertilidad de los híbridos. 4.

CREACIÓN DE ESPECIES a) Mecanismos de aislamiento reproductivo precigóticos: 5 tipos principales: 1) Aislamiento ecológico 2) Aislamiento estacional 3) Aislamiento mecánico 4) Aislamiento gamético 5) Aislamiento etológico 4. CREACIÓN DE ESPECIES 1) AISLAMIENTO ECOLÓGICO Las poblaciones situadas en el mismo territorio viven en hábitats diferentes. En consecuencia, no se relacionan ni tienen posibilidad de emparejarse. Por ejemplo: los leones de Tanzania, en el cráter Ngorongoro o en Serengeti no son iguales. 4. CREACIÓN DE ESPECIES Cuando la fecundación se produzca en diferentes momentos del día o épocas del año. Por ejemplo: reproducción animal, florecimiento vegetal.

2) AISLAMIENTO ESTACIONAL O TEMPORAL 4. CREACIÓN DE ESPECIES 3) AISLAMIENTO MECÁNICO Las estucturas requeridas para reproducirse (genitales) son incompatibles. Incompatibilidad de órganos sexuales. 4. CREACIÓN DE ESPECIES 4) AISLAMIENTO GAMÉTICO Aislamiento por falta de atracción entre gametos machos y hembras. Se da sobre todo en los peces: Los peces tiran sus gametos al agua y allí se juntan. Aunque los gametos de diferentes especies naden unos junto a otros, no se juntarán. Por falta de atracción entre ellos. 4. CREACIÓN DE ESPECIES 5) AISLAMIENTO ETOLÓGICO Supone la ausencia de atracción sexual entre machos y hembras.

Por ejemplo: Antes del apareamiento tienen que darse algunos pasos: 1º) Proceso de búisqueda 2º) Cortejo 3º) Apareameinto Si los machos y hembras realizan estas etapas de forma diferente, el proceso se interrumpe. 4. CREACIÓN DE ESPECIES b) MECANISMOS POSTCIGÓTICOS a) Los híbridos son generalmente inviables: es difícil que los cigotos híbridos alcancen el pleno desarrollo. b) Los híbridos son estériles: los individuos que son híbridos no pueden reproducirse. 4. CREACIÓN DE ESPECIES Mecanismos postcigóticos: Abortos, Muerte temprana, Debilidad, Morbilidad, Esterilidad de los híbridos. 4.

CREACIÓN DE ESPECIES Especiación Es el proceso que permite explicar la gran diversidad que existe entre los seres vivos. ¿Cómo ocurre?: Cuando la descendencia de una especie pasa de una línea a dos. Diversificación de la especie Existen múltiples procesos de especiación. Por ejemplo la radiación adaptativa de Darwin." 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación En el proceso de especiación se distinguen dos tipos: 1. Especiación por aislamiento: - Especiación alopátrica (microevolución). - Especiación simpátrica (macroevolución). 2. Especiación cuántica: - Autopoliploidía. - Alopoliploidía.

(Especiación: también puede darse a través del cultivo artificial de animales o plantas o de investigaciones de laboratorio Tema5) 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación a) Especiación alopátrica o geográfica Sinónimo: microevolución Debido a alguna barrera geográfica, dos grupos de la misma especie están separados En consecuencia, se produce un aislamiento ecológico de la reproducción Se diferencian porque necesitan adaptarse a entornos diferentes 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación 1. Barreras geográficas: Pueden ser ríos, montañas, etc. Interrumpen el flujo genético y dividen la población en dos partes, aislándola. 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación 2.

Adaptación a diferentes entornos: Su causante será la variabilidad genética, la selección natural y la necesidad de adaptación al entorno. Aunque el cambio será lento y gradual, la diferencia entre ambos grupos será cada vez más notable. Ejemplo: Leones de Tanzania 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación ¿Cuándo podemos saber con certeza que se ha desarrollado una nueva especie? a) En uno de los grupos se ha dado un proceso de segregación b) Este grupo no puede reproducirse con el resto de grupos originarios de la misma especie. c) Ambos grupos seguirán sin reproducirse entre ellos para siempre. (Aunque en algún momento convivan en el mismo entorno) 4.

CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación b) ESPECIACIÓN SIMPÁTRICA En este caso: Aunque no haya barreras geográficas se da la especiación. Es una diferenciación entre los organismos que viven en un mismo territorio o población. Ocurre con poca frecuencia. Sinónimo: Macroevoluación Se puede dar una especiación cuántica, rápida o saltacional. Es un cambio repentino en la especie (no es gradual) 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación 1. ESPECIACIÓN POR POLIPLOIDÍA: Es consecuencia de los errores que pueden producirse en el proceso de meiosis. En estos casos, la meiosis no se lleva a cabo como un proceso reduccionista (diploide haploide).

En consecuencia, los cromosomas homólogos no se dividen en células diferentes. En la fecundación se unen dos células diploides y se crea una célula tetraploide (4n). No es muy común en los animales, pero sí en las plantas. Ejemplos: trigo, algodón, tabaco, plátano, etc. 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación En la reproducción, al juntar los gametos, el número de cromosomas totales se multiplica. Por ejemplo: se multiplica por tres (3 x "triploide"), por cuatro (4 x "tetraploide") por cinco (5 x "pentaploide"), etc. Estos organismos o especies suelen denominarse poliploides. 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación Genomas de las especies poliploides: 1.

Si los antepasados proceden de la misma especie: se dice que el organismo es autopoliploide o autoploide. 2. En cambio, si los genomas del organismo provienen de antepasados de diferentes especies: se llama alopoliploide o aloploide. 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación 2. ESPECIACIÓN CUÁNTICA Este tipo de macroevolución permite la creación repentina de nuevas especies. El genoma de la especie base sufre cambios rápidos y bruscos: La nueva especie producida sustituye a la antigua (porque en este caso se adapta mejor al entorno) 4. CREACIÓN DE ESPECIES: Especiación