Mecanismos de la evolución
La evolución es el cambio en las características heredables de las poblaciones a lo largo de las generaciones, impulsada por un pequeño conjunto de procesos: selección natural, deriva genética, mutación, flujo genético y recombinación.
Definition
Los mecanismos de la evolución son los procesos a nivel de población que alteran la composición genética de las poblaciones entre generaciones. Juntos explican tanto el cambio adaptativo (impulsado por la selección) como el cambio no adaptativo (impulsado por la deriva, la presión de mutación y la migración).
Scope
Esta área abarca las fuerzas centrales que cambian las frecuencias alélicas y genotípicas en las poblaciones a lo largo del tiempo. Trata la selección natural como el único proceso que produce sistemáticamente adaptación, junto con el proceso estocástico de la deriva genética, el aporte de nueva variación a través de la mutación, el efecto de mezcla del flujo genético y la recombinación, y los conceptos de aptitud y adaptación que los unen.
Sub-topics
Core questions
- ¿Qué procesos cambian las frecuencias alélicas en una población y cuáles de ellos producen adaptación?
- ¿Cómo interactúan las fuerzas deterministas (selección) y estocásticas (deriva) en poblaciones finitas?
- ¿Cuál es la fuente última de la variación heredable sobre la que actúa la evolución?
- ¿Cómo se define y mide la aptitud, y cómo conecta el genotipo con el éxito evolutivo?
Key theories
- Selección natural
- Las variantes heredables que mejoran la supervivencia y la reproducción aumentan en frecuencia, produciendo adaptación; es el único mecanismo que construye consistentemente el ajuste del organismo al ambiente.
- Deriva genética y la teoría casi neutra
- En poblaciones finitas, las frecuencias alélicas cambian por muestreo aleatorio; muchas sustituciones son selectivamente neutras o casi neutras, y el tamaño efectivo de la población rige si la deriva o la selección dominan el destino de una variante.
Mechanisms
Las frecuencias alélicas se remodelan en cada generación por cuatro fuerzas. La selección natural cambia las frecuencias de forma determinista según las diferencias de aptitud entre los genotipos. La deriva genética las cambia estocásticamente a través del muestreo aleatorio de gametos, con una varianza inversamente proporcional al tamaño efectivo de la población. La mutación introduce nuevos alelos a bajas tasas por locus y suministra la materia prima última. El flujo genético homogeneiza las poblaciones mediante el intercambio de migrantes. La recombinación reorganiza los alelos existentes en nuevas combinaciones. La fuerza relativa de la selección versus la deriva en un alelo dado depende del producto del coeficiente de selección y el tamaño efectivo de la población.
Clinical relevance
La comprensión de estos mecanismos sustenta campos aplicados que van desde la gestión de la resistencia a antibióticos y pesticidas hasta la genética de la conservación, donde los pequeños tamaños efectivos de población hacen que la deriva y la endogamia sean decisivas para la supervivencia de las especies en peligro de extinción.
History
Darwin y Wallace propusieron la selección natural en 1858-1859, pero el mecanismo de la herencia seguía siendo desconocido. La síntesis moderna de las décadas de 1930 y 1940, liderada por Fisher, Wright y Haldane, reconcilió la genética mendeliana con la selección a través de la genética de poblaciones matemática. A partir de la década de 1960, Kimura y Ohta argumentaron que gran parte de la evolución molecular está gobernada por la deriva que actúa sobre mutaciones neutras o casi neutras, ampliando el panorama más allá de la selección solamente.
Debates
- Selección versus deriva en la evolución molecular
- Las teorías neutra y casi neutra sostienen que la mayor parte de la variación y sustitución molecular está gobernada por la deriva en lugar de la selección positiva; la extensión de la evolución molecular adaptativa sigue siendo activamente debatida y probada con datos genómicos.
Key figures
- Charles Darwin
- Ronald A. Fisher
- Sewall Wright
- J. B. S. Haldane
- Motoo Kimura
- Tomoko Ohta
Related topics
Seminal works
- futuyma2017
- ridley2004
- ohta1973
Frequently asked questions
- ¿Es la selección natural el único mecanismo de la evolución?
- No. La selección es el único proceso que produce consistentemente adaptación, pero la deriva genética, la mutación, el flujo genético y la recombinación también cambian las poblaciones y pueden impulsar la evolución sin producir adaptación.
- ¿Cuál es la materia prima de la evolución?
- La mutación es la fuente última de toda nueva variación heredable; la recombinación y el flujo genético reorganizan y redistribuyen esa variación, pero no crean nuevos alelos.