Deriva Genética y Flujo Génico

La deriva genética es un cambio aleatorio en las frecuencias alélicas debido al tamaño finito de la población, mientras que el flujo génico es el movimiento de alelos entre poblaciones a través de la migración; juntos son las principales fuerzas no selectivas que dan forma a la estructura genética.

Definition

La deriva genética es la fluctuación aleatoria de las frecuencias alélicas entre generaciones que surge del muestreo aleatorio de gametos en una población finita. El flujo génico es la transferencia de alelos de una población a otra a través del movimiento de individuos o gametos.

Scope

Este tema abarca el cambio estocástico en las frecuencias alélicas en poblaciones finitas, el papel del tamaño efectivo de la población, los efectos fundadores y los cuellos de botella, el efecto homogeneizador de la migración entre poblaciones, y cómo la deriva y el flujo génico se oponen a la selección y la adaptación local.

Core questions

• ¿Cómo determina el tamaño efectivo de la población la fuerza de la deriva genética?
• ¿Cuáles son las consecuencias de los eventos fundadores y los cuellos de botella para la variación genética?
• ¿Cómo homogeneiza el flujo génico las poblaciones y restringe la adaptación local?
• ¿Cuándo puede la deriva superar la selección en alelos débilmente seleccionados?

Key theories

Deriva genética aleatoria

En poblaciones finitas, las frecuencias alélicas derivan aleatoriamente porque cada generación muestrea un número limitado de gametos; la varianza del cambio de frecuencia escala inversamente con el tamaño efectivo de la población, fijando o perdiendo alelos eventualmente.

Teoría casi neutral

Si un alelo ligeramente deletéreo se comporta como efectivamente neutral y deriva, o es eliminado por selección, depende del producto de su coeficiente de selección y el tamaño efectivo de la población.

Mechanisms

La deriva surge del muestreo binomial de alelos en la siguiente generación; su varianza por generación es proporcional a p(1-p)/2N para un tamaño efectivo de población N, por lo que las poblaciones pequeñas derivan más rápido. Con el tiempo, la deriva fija o pierde alelos, reduce la heterocigosidad y erosiona la variación. Los efectos fundadores y los cuellos de botella son episodios de N drásticamente reducida que muestrean la variación al azar. El flujo génico contrarresta la deriva y la selección al introducir alelos migrantes; incluso un pequeño número de migrantes por generación puede evitar que las poblaciones diverjan solo por deriva.

Clinical relevance

En biología de la conservación, las poblaciones pequeñas y fragmentadas pierden variación genética por deriva y sufren depresión por endogamia; la gestión del flujo génico a través de corredores o translocación es una herramienta central de conservación. Los efectos fundadores también explican las frecuencias elevadas de ciertos trastornos hereditarios en poblaciones humanas aisladas.

History

Sewall Wright introdujo el concepto de deriva aleatoria y tamaño efectivo de la población en la década de 1930, enmarcando su teoría del equilibrio cambiante en torno a la interacción de la deriva, la selección y la migración. Kimura y Ohta hicieron posteriormente de la deriva un elemento central de la evolución molecular a través de las teorías neutral y casi neutral.

Debates

Importancia relativa de la deriva frente a la selección

El grado en que la variación genética observada refleja la deriva neutral en lugar de la selección ha sido objeto de debate desde los debates neutralistas-seleccionistas de las décadas de 1960 y 1970 y ahora se aborda con datos a escala genómica.

Key figures

• Sewall Wright
• Motoo Kimura
• Tomoko Ohta

Seminal works

• futuyma2017
• hartlClark2007
• ohta1973

Frequently asked questions

¿La deriva genética produce adaptación?

No. La deriva cambia las frecuencias alélicas al azar y no mejora consistentemente la adaptación al ambiente; solo la selección natural produce sistemáticamente adaptación.

¿Cuánto flujo génico evita que las poblaciones diverjan?

Como regla general de la teoría, aproximadamente un migrante por generación es suficiente para contrarrestar la divergencia por deriva, aunque el umbral exacto depende de la selección y la estructura de la población.