Selección artificial: Laboratorio de biología

Selección natural vs artificial

¿Qué tienen en común los perros perdigueros de oro, los caballos de carreras de pura sangre y los tomates jugosos? La forma en que se ven, actúan y, en el caso del tomate, saben, todos nos han sido traídos por selección artificial , que es la reproducción de los rasgos deseados en una especie. La selección artificial es muy diferente a la selección natural.

La selección natural surge de la reproducción diferencial; es decir, el medio ambiente juega un papel en el que los organismos sobreviven y se reproducen con mayor éxito. Aquellos que lo hacen tienen más probabilidades de transmitir sus genes a una nueva generación. Sin embargo, en la selección artificial, los humanos deciden qué organismos se reproducen y, por lo tanto, controlan qué tipo de descendencia tienen.

Procedimiento experimental

Entonces, ¿cómo pueden los humanos cambiar la composición genética de una población? Veamos. Para esta simulación, usaremos una especie de planta llamada Brassica rapa. Esta pequeña planta tiene una historia de fondo interesante, pero todo lo que necesitas saber es que es un gran organismo modelo para la selección artificial porque algunos de sus rasgos son heredados por leyes genéticas simples y crece rápido.

Digamos que teníamos una configuración en la que cultivamos algunas de las plantas rápidas. Para nuestra simulación, los nuestros tienen tricomas, o pelos, en sus pecíolos, la estructura en forma de tallo que sujeta la hoja al tallo. Cada planta tiene una cantidad diferente de tricomas: algunas tienen muchos tricomas, algunas tienen pocos y algunas en el medio. Esto se denomina rasgo continuo, un rasgo que varía a lo largo de un rango. El número de tricomas se hereda consistentemente entre generaciones; es decir, el número de tricomas está controlado por un conjunto específico de genes.

Comencemos mirando 50 plantas. Suponga que hemos contado los tricomas en el pecíolo de la primera hoja de las 50 de estas plantas y hemos creado este gráfico simple que muestra el número de tricomas en cada pecíolo:

¿Qué tipo de estadísticas podría utilizar en este tipo de datos? Debido a que los datos son observacionales, debemos ceñirnos a estadísticas descriptivas como media, mediana, rango y desviación estándar:

Estas estadísticas muestran que hay una dispersión bastante grande en los datos; es decir, no hay demasiados valores cercanos al promedio.

Ahora es el momento de hacer la selección artificial. Para este ejemplo, haremos una selección direccional : selección de un extremo. Seleccionemos las plantas más peludas, las diez plantas más peludas, y aislémoslas del resto de la población. Luego, crearemos una nueva gráfica del número de tricomas solo en esas plantas. Nuestras estadísticas solo para estas plantas son:

Estas estadísticas de un tamaño de muestra muy pequeño indican una distribución mucho más estrecha en los datos. Es importante tener en cuenta que este es un tamaño de muestra muy pequeño.

Nuestro siguiente paso es aislar estas plantas y dejar que se reproduzcan solo con otros miembros de la población aislada. ¿Qué predicción haría sobre la cantidad de tricomas en la próxima generación de plantas tanto en la población aislada como en la población general? ¿Qué pasaría si repetimos el proceso de selección? Si cree que la descendencia de estas plantas aisladas tendría más tricomas que los de la siguiente generación de la población restante, estaría en lo cierto. ¿Pero por qué?

Explicando los datos

Para responder a esa pregunta, analicemos por qué los tricomas podrían ser útiles en la naturaleza. Las plantas, al ser productoras, son consumidas por insectos, animales e incluso humanos. Desafortunadamente para la planta, su consumo significa su muerte o su debilitamiento hasta el punto en que no pueden reproducirse.

Los tricomas ayudan a proteger la planta de la depredación al disuadir a los animales que buscan una comida fácil. Por lo tanto, en la naturaleza, tener un número suficiente de tricomas es una ventaja en el medio ambiente, ya que las plantas con un número mayor tendrían más probabilidades de sobrevivir y reproducirse, pasando los genes de muchos tricomas a una nueva generación. Esto es lo que sucedería en la selección natural.

Durante el experimento, cambiamos la composición genética de la población de plantas incluso más de lo que lo haría un depredador, y lo hicimos mucho más rápido. A través de la selección artificial, al limitar las plantas que podían reproducirse, forzamos a que los genes que codifican muchos tricomas se transmitieran a la siguiente generación. Si revisamos nuestros datos, vemos que convertimos esto:

dentro de esto:

Hemos aumentado considerablemente la media y la mediana, hemos reducido el rango y hemos bajado la desviación estándar. Y, dado que no permitimos que ninguna planta con el bajo número de tricomas produzca descendencia, si permitimos que estas plantas se reproduzcan durante varias generaciones y repetimos el aislamiento de las plantas con la mayor cantidad de tricomas, terminaríamos con algunos muy plantas peludas. La selección direccional desplaza la media de un rasgo a un extremo. En nuestro caso, se trata de una gran cantidad de tricomas.

Resumen de la lección

Recapitulemos de lo que hablamos en esta lección. Primero, la selección artificial es la reproducción de los rasgos deseados en una especie. Utilizamos la selección artificial en campos como la ganadería y la agricultura. La selección artificial es diferente de la selección natural porque el entorno no impulsa la selección artificial de la forma en que lo hace la selección natural. En esta simulación de laboratorio, utilizamos la selección artificial para impulsar la selección direccional , que favorece el extremo de un rasgo en las plantas. Al controlar qué plantas se reproducían, también pudimos controlar qué genes y, por lo tanto, qué rasgos se transmitían a una nueva generación de plantas.

Los resultados del aprendizaje

Mire esta lección en video y persiga estos objetivos:

• Diferenciar entre selección natural y artificial
• Evaluar la utilidad de los tricomas.
• Comprender el uso de la media, la mediana, el rango y la desviación estándar en un experimento simulado e interpretar los datos.
• Darse cuenta del propósito de la selección artificial y establecer la función de la selección direccional

Rodrigo Ricardo Editor y fundador