evolución por selección natural

KAREN BARRERA

YURANI CANTILLO

KEVIN GONZÁLEZ

LILIANA UTRIA

EVOLUCIÓN

EDINSON HURTADO

• «El misterio del comienzo de todas las cosas nos resulta

irresoluble»

• C. Darwin

Nacido en Shrewsbury,

Reino Unido, fue un

naturalista inglés que

postuló que todas las

especies de seres vivos han

evolucionado con el tiempo

a partir de un antepasado

común mediante un proceso

denominado selección

natural.

Perteneciente a una reconocida

familia de médicos (Padre, Robert

y su Abuelo Erasmus) se inclinó por

esa carrera pero abandonó la

escuela de medicina dos años

después de iniciarlas por miedo a

las cirugías, (sin anestesia en aquel

tiempo).

También abandonó la escuela de

estudios eclesiásticos en

Cambridge por su inclinación a las

ciencias naturales

En 1829 , es invitado a participar como

naturista en una expedición científica a

bordo del buque M. J. H. Beagle, hacia

la Patagonia, la tierra del fuego y las

islas del pacifico. 5 Años de expedición.

Llevaba consigo libros de botánica,

zoología y geología, en particular

Principios de Geología (Charles Lyell)

donde se explicaba la acción de las

fuerzas naturales que han operado

sobre la tierra era la responsable de

cambios en los estratos geológicos

desde que se formó el planeta

Desentierro de fósiles de animales

extintos:

• El Toxodon, parecido al actual

hipopótamo

• Restos de un armadillo gigante.

(Glyptodont)

• El Mylodon, llamado el perezoso

acorazado

• El Guanaco, parecido a la llama

moderna del tamaño de un

camello.

Gracias a las condiciones del suelo y

climatología del lugar.

Estos restos eran bastante

parecidos a los actuales y

dado que ya conocía la teoría

de Lamarck y las ideas

transformistas que se

divulgaban en la época,

probablemente supuso que

eran evidencias del cambio

gradual, resultado del

proceso evolutivo.

En su ascenso a los Andes

halló restos de conchas

marinas a 3,000 m de altura,

lo que concordaba con lo

expuesto por Lyell: «La tierra

no siempre había sido como la

conocemos, sino que había

experimentado grandes

cambios a lo largo del tiempo»

Sin dudas su trabajo más famoso y que más aportaron datos a favor

de la evolución fueron los realizados en las Islas Galápagos, donde

abundaban las enormes tortugas que dieron nombre al archipiélago

Islas

Galápagos

Además de

unas pequeñas

iguanas y unas

aves llamadas

pinzones, que a

pesar de ser

parecidas, en

cada isla se

presentaban

diferencias de

forma y grosor

del pico,

dependiendo a

su alimentación

Regresa a Inglaterra y llega a

sus manos el libro:

An Essay on the principle of

population del economista

inglés Thomas Malthus, donde

proponía que la población

humana tiene a crecer más

aceleradamente que la

producción de alimentos.

• Lo publicado por Malthus siguiere los conceptos centrales de las

ideas de Darwin: La lucha por la existencia entre los

organismos y la Selección Natural

• El mundo no es estático, sino que ha sufrido una serie

de transformaciones a través del tiempo.

• Las especias han variado durante un gradual y

continuo proceso evolutivo, en el que unas se extinguen

y otras se originan (Las causas de la variación no

fueron conocidas por Darwin, a pesar de que ya se

habían publicado los trabajos de Mendel con respecto

a la herencia, en 1865)

• Estos principios concuerdan con la teoría de Lamarck

Para Darwin

• La semejanza entre las

especies era indicio de que

estaban emparentados y

descendían de un

antepasado común.

En cambio para Lamarck

• Cada ser vivo o cada especie se derivaba de una línea evolutiva separada, cuya procedencia se remontaba a los primeros organismos más simples, originados por generación espontanea y que a través de un impulso interno tendían hacia la perfección

Para Darwin

• El cambio evolutivo era

resultado de la selección

natural, que operaba sobre la

variabilidad de los caracteres

que presentan los seres vivos,

permitiendo así la

sobrevivencia de los

poseedores de las

características favorecidas por

el medio en una constante lucha

por la existencia

ParaLamarck

• Dichas características se

obtenían o propiciaban de

un impulso misterioso

• A mediados de 1858 (25 años

después de sus viajes y luego de

que decidiera alejarse de los

escritos) Darwin recibe un

manuscrito de Alfred Wallace

(1823-1913) joven naturalista

inglés, quien en unas cuantas

paginas llegaban a las mismas

conclusiones que Darwin.

• Dicho manuscrito (Wallace)

sirvió como base para

publicar y estructurar su

libro:

On the Origin of Species by

Means of Natural Selection, or

the Preservation of Favoured

Races in the Struggle for life.

(1872 – Sexta Edición)

The Origin of Species.

• Los seres vivos producen mayor numero de

descendientes de los que alcanzan la edad

reproductiva.

• Los organismos que son tolerablemente Aptos al

ambiente tienen mayores probabilidades de sobrevivir.

• Al tener mayores probabilidades de sobrevivir

incrementa en la población las características

ventajosas que posibilitan la adecuada adaptación

al medio a través de sucesivas generaciones.

• El concepto de Selección

Natural fue interpretado más

tarde como la sobrevivencia

del más apto por Hebert

Spencer, seguidor de Darwin.

Hoy en día algunos autores

lo asocian más como la

sobrevivencia de los

Individuos Tolerablemente

Aptos

• De esto (Selección Natural) se deduce que entre los

integrantes de las poblaciones opera una

competencia, que es la lucha por la sobrevivencia,

por medio de la cual muchos individuos (quienes

carecen de las características ventajosas) son

eliminados.

• Todos los seres vivos

presentan variación, aun

si pertenecen a la misma

especie. Darwin

afirmaba que estas

diferencias entre los

individuos eran

heredadas, aunque nunca

conoció el mecanismo

hereditario que lo hacia

posible.

Explicado a posteriori (En paralelo con

Darwin y casi sin saberlo) por las leyes de

Mendel aunque si bien en el año 1866

fueron publicados sus experimentos no fue

hasta el año 1900 cuando Hugo de Vries,

botánico neerlandés, Carl Correns y Erich

von Tschermak redescubrieron por separado

las leyes de Mendel.

• Los individuos cuyas variaciones propiciaban

ADAPTABILIDAD a su medio, es decir, aquellos que

presentan combinaciones de caracteres ventajosas sobre

los demás TIENEN MAYOR POSIBILIDADES DE SUBSISTIR Y

REPRODUCIRSE. Lo cual genera el proceso de

SELECCIÓN NATURAL entre los organismos y FAVORECE

A LOS QUE MEJOR ADAPTADOS ESTEN A SU AMBIENTE.

• Los organismos cuyas variaciones son favorables para

una mejor adaptabilidad al medio transmiten a sus

descendientes dichas características. Así los caracteres

seleccionados que le confirmen al ser vivo capacidad de

adaptarse mejor al medio con el tiempo predominan en

la especies

• POBLACION: Grupo de individuos que comparten

un conjunto de genes, que viven en la misma área

geográfica y que se reproducen.

• GENETICA DE POBLACIONES: Cuantificación de

la variabilidad mediante la descripción de los

cambios en la frecuencia alélica, a través del

tiempo, respecto a un carácter en particular.

• Análisis de las causas que conducen a esos

cambios.

• LOS ALELOS: son formas alternas de un gen, que difieren en secuencia o función.

• Toda característica genéticamente determinada depende de la acción de

cuando menos un par de genes homólogos, que se denominan alelos.

• En función de su expresión en el fenotipo se pueden dividir en:

• Alelos dominantes

• Alelos recesivos

• EL POOL GENETICO: es la combinación de todos los alelos para todos los rasgos

que exhiben los miembros de una población.

FENOTIPO

• Descripción de todos los

caracteres morfológicos,

fisiológicos, relaciones

ecológicas y

comportamiento de un

individuo.

GENOTIPO

• La descripción del conjunto

de genes que hereda un

individuo de sus padres.

• los individuos no son entidades aisladas.

• Los genes existen dentro de los individuos y no cambian

su comportamiento.

Tres cambios principales en relación a la genética

Mendeliana.

• Población

• Variación

• La escala del tiempo

FRECUENCIAS GENOTÍPICAS

Proporción relativa de los

genotipos existentes en una

población para el locus en

cuestión.

FRECUENCIAS ALÉLICAS

Es la proporción de alelos de cada locus particular. Definen la constitución genética de una población. Se hace teniendo en cuenta:

CALCULO:

P(A)=[2(AA)+(Aa)]/2n

• CALCULO DE LAS FRECUENCIAS GENOTIPICAS:

f(A1 A1)= P

f(A1 A2)= H P+H+Q=1

f(A2 A2)= Q

Ejemplo: supongamos una población compuesta por 200 individuos: 60 A1 A1, 120 A1

A2 y 20 A2 A2

Las frecuencias genotípicas serán:

f(A1 A1)= 60/200 = 0,3 = P

f(A1 A2)= 120/200 = 0,6 = H

f(A2 A2)= 20/200 = 0,1 = Q

0,3+0,6+0,1= 1

• TAMAÑO DE LA POBLACIÓN: los alelos que se

transmiten constituyen una muestra de los alelos

paternos; por lo tanto, las frecuencias alélicas están

sujetas a variaciones originadas por muestreo (deriva

génica) cuando la muestra es pequeña. Por el momento

ignoramos estas posibles variaciones y partimos de la

premisa de que la población es “grande”.

• FERTILIDAD Y VIABILIDAD: si los distintos genotipos

difieren en la proporción de descendientes que dejan,

de acuerdo a sus frecuencias, las frecuencias alélicas de

la generación siguiente serán distintas.

• MIGRACIÓN Y MUTACIÓN: En consecuencia, para esta

primera parte supondremos que la población permanece

aislada, esto es, que no intercambio o flujo de genes con

otras poblaciones que tienen frecuencias diferentes.

Tampoco se consideran los cambios hereditarios en el

ADN, que también son causa de cambios de frecuencias

alélicas.

• SISTEMA DE APAREAMIENTO: se considera una situación

donde no existen los apareamientos dirigidos;

supondremos que hay “panmixia”.

• Una población cuyo apareamiento se realice al azar da lugar

a una distribución en equilibrio de genotipos después de tan

solo una generación, de manera que se conserva la variación

genética

• Cuando se cumplen las suposiciones, la frecuencia de un

genotipo es igual al producto de las frecuencias alélicas.

• Las frecuencias genotípicas de equilibrio están dadas

por el desarrollo del binomio:

Siendo: p2 = f(A1 A1) 2pq = f(A1 A2) q2 = f(A2 A2)

Entonces, si la población está en equilibrio:

p2 = P 2pq = H q2 = Q

• Alogamia, endogamia o reproducción asexual

Influyen en:

• El grado de afinidad genética entre parejas

• La organización de genes en los genotipos

• El apareamiento que ocurre al azar, es decir, aquel en que la

probabilidad de que el individuo A se aparee con el individuo

B no depende de los genotipos de ninguno de los dos

• Si el apareamiento ocurre al azar, la probabilidad de que un

individuo se aparee con un genotipo dado será igual a la

frecuencia de ese genotipo en la población

• Apareamiento clasificado:

• Positivo: apareamiento entre individuos con fenotipos similares

• Negativo: apareamiento entre individuos con fenotipos disímiles

• Endogamia: Apareamiento entre parientes.

COEFICIENTE DE ENDOGAMIA

Compara la proporción real de genotipos heterocigotos con los esperados en condiciones de apareamiento al azar.

F= (Ho-H)/Ho

F es el coeficiente de endogamia y cuantifica la reducción de la heterocigosidad.

• Procesos sistemáticos y dispersos que modifican las

frecuencias alélicas.

SISTEMATICOS:

Mutación

Migración

Selección

DISPERSOS:

Deriva genética

• MUTACIÓN: Es la principal fuente de

variación y puede originarse a causa de:

• • Errores en la duplicación del ADN

• • Daños causados por la radiación.

• La mutación aumenta la diversidad; no

• obstante, dado que las mutaciones

• espontáneas son poco frecuentes, la tasa

de

• cambio en la frecuencia génica es muy

baja.

• En consecuencia, la mutación por si sola

no

• conduce a la evolución de poblaciones y

• especies

• MIGRACION: Es el

movimiento de individuos o

cualquier forma de

introducción de genes de una

población a otra.

• La migración aumenta la

diversidad y la tasa puede

ser considerable, lo que

origina cambios importantes

en la frecuencia.

• El cambio en la frecuencia

génica es proporcional a la

diferencia en la frecuencia

entre la población receptora

y el promedio de las

poblaciones donantes.

• SELECCIÓN: Es la

capacidad heredada

que poseen los

organismos para

sobrevivir y

reproducirse.

• Funciona de tal manera

que, con el tiempo, los

genotipos superiores

aumentan su frecuencia

en la población

• DERIVA GENETICA: La deriva

genética se refiere a las

fluctuaciones en las frecuencias

alélicas que ocurren por

casualidad como resultado del

muestreo al azar entre los

gametos.

• La deriva disminuye la

diversidad dentro de una

población porque tiende a

causar la pérdida de alelos

poco usuales, reduciendo el

número total de alelos.

Radiación Adaptativa

Especiación

La radiación adaptativa

sucede cuando

una especie se introduce

en un ecosistema donde

existen muchos

diferentes nichos por

llenar.

El hecho que la especie

original se ubique y

sobreviva en distintos

medios, da como

resultado

la especiación con

distintos fenotipos que

son las adaptaciones a

esos distintos nichos

llenados.

• La radiación

adaptativa es un

proceso que describe

la

rápida especiación

de una o

varias especies para

llenar muchos nichos

ecológicos. Este es un

proceso de

la evolución cuyas

herramientas son

la mutación y

la selección natural.

• Se denomina especiación al proceso mediante el cual

una población de una determinada especie da lugar a otra u

otras poblaciones, aisladas reproductivamente entre sí y con

respecto a la población original.

• un nicho es un término que describe la posición relacional de

una especie o población en un ecosistema. En otras palabras,

cuando hablamos de nicho ecológico, nos referimos a la

«ocupación» o a la función que desempeña cierto individuo

dentro de una comunidad.

• La mutación es una alteración o cambio

en la información genética (genotipo) de

un ser vivo.

• La selección natural establece que las

condiciones de un medio ambiente

favorecen o dificultan, es decir,

seleccionan la reproducción de los

organismos vivos según sean sus

peculiaridades.

la radiación adaptativa

es un brote de

divergencias respecto a un

linaje que da origen a

muchas especies nuevas.

requiere zonas

adaptativas, es decir ,

nichos que son ocupados

por un grupo de especies

casi siempre a fines.

hay dos posibilidades:

el linaje penetra en una

zona adaptativa vacía o

compite con las especies

residentes lo bastante

para desplazarlas.

• La radiación adaptativa ocurre con frecuencia

cuando se introduce una especie en un

nuevo ecosistema, o cuando hay especies que

logran sobrevivir en un ambiente que le era

hasta entonces inalcanzable.

• Adaptación general. Una especie

que desarrolla una habilidad

radicalmente nueva puede alcanzar

nuevas partes de su ambiente.

• Cambio ambiental.

• Archipiélagos. Ecosistemas aislados

tales como islas y zonas montañosas,

siguen un rápido proceso de evolución

divergente

• Un ancestro común de las especies que lo componen:

específicamente un ancestro reciente.

• Una correlación fenotipo-ambiente: Una asociación

significativa entre los ambientes y las características

morfológicas y fisiológicas utilizadas para explotar

esos ambientes.

• Carácter de utilidad: las ventajas de rendimiento o

adecuación de valores de los caracteres en sus

entornos correspondientes.

• Especiación rápida: presencia de uno o más pulsos en la

aparición de nuevas especies.

• La especiación es el proceso mediante el cual

una población de una determinada especie da

lugar a otra u otras poblaciones, aisladas

reproductivamente entre sí y con respecto a la

población original.

Desde una

perspectiva

evolutiva, las

especies son grupos

de organismos

reproductivamente

homogéneos, en un

tiempo y espacio

dados, pero que

sufren

transformaciones

con el paso del

tiempo o la

diversificación

espacial.

• Especie es un grupo de poblaciones

naturales cuyos miembros pueden cruzarse

entre sí y producir descendencia fértil,

pero no pueden hacerlo con los

integrantes de poblaciones pertenecientes

a otras especies.

Esquema que ilustra los aspectos espaciales de diferentes modos de especiación. Especiación

alopátrica: una barrera física divide a la población. Especiación peripátrica: una pequeña población

fundadora conquista un nicho aislado. Especiación parapátrica: se conquista un nuevo nicho adyacente

a la población original. Especiación simpátrica: la especiación ocurre sin que existan separaciones

físicas.

• El modo más simple de especiación es la especiación

alopátrida o geográfica que es la que se produce

cuando las poblaciones quedan aisladas físicamente

debido a barreras geográficas (ríos, montañas, etc.)

Mecanismos de aislamiento precigóticos

Mecanismos de aislamiento postcigóticos

• especiación simpátrida que consiste en que

distintas poblaciones de una misma especia,

que ocupan un mismo territorio, se diversifican

debido a la aparición de mecanismos de

aislamiento….

• Aislamiento ecológico

• Aislamiento etológico

• Aislamiento sexual

• Aislamiento genético

• Especiación parapátrica que ocurre cuando

dos o más poblaciones divergen en territorios

adyacentes.

• Especiación instantánea o cuántica que

corresponde al establecimiento brusco del

aislamiento reproductivo. (cuello de botella).