Tasa de evolución y deriva genética

¿Qué es la deriva genética?

Cuando pensamos en la evolución, solemos pensar en la supervivencia del más apto. Algunos organismos tienen adaptaciones útiles y son más capaces de sobrevivir y reproducirse a través de la selección natural. La nueva población también tendrá estas adaptaciones y se producirá la evolución.

Pero no toda la evolución ocurre porque un organismo encaja mejor que el otro. A veces, la vida le da una mala mano a una población y, como resultado, cambia. Este cambio en la composición genética de una población debido al azar se denomina deriva genética. La deriva genética provoca cambios en una población, pero no porque un grupo sea más capaz de sobrevivir. Hay dos tipos principales de deriva genética, el efecto de cuello de botella y el efecto fundador.

La deriva genética provoca cambios en la frecuencia alélica de una población debido al azar.

El efecto de cuello de botella ocurre cuando un desastre natural limita en gran medida la variación genética en una población. Muchos miembros de la población mueren y, por lo tanto, aumenta la cantidad de diversidad genética. Esto ha ocurrido en muchas poblaciones silvestres debido a la caza y la destrucción humana de hábitats, como el guepardo en África. El efecto fundador ocurre cuando algunos miembros de una población colonizan una nueva área, lo que nuevamente limita la diversidad genética en la nueva población.

Los guepardos han sufrido una deriva genética y experimentan una disminución significativa en la variación genética.

En un principio, estos eventos hacen que la evolución ocurra rápidamente, ya que ocurren a través de eventos repentinos. Sin embargo, con el tiempo, la evolución de las poblaciones creadas por la deriva genética puede ser limitada, ya que la diversidad genética es limitada. A veces, los alelos pueden eliminarse todos juntos de una población, disminuyendo la materia prima para la evolución y la diversidad genética de una población.

Medir las tasas de evolución

La tasa de evolución que se produce en una población se puede calcular de varias formas. Una de las primeras formas en que los científicos calcularon el cambio evolutivo fue a través de la unidad darwin (d). En esta unidad, los científicos analizan el registro natural de un valor particular de un rasgo dividido por el tiempo en millones de años. Esta medición es especialmente útil para datos fósiles donde los cambios macroscópicos se pueden medir durante largos períodos de tiempo.

Para medir cambios más pequeños en la evolución de una población, como cambios a nivel de ADN o de aminoácidos, los científicos usan un reloj molecular. El reloj molecular analiza la tasa de mutación en los linajes de especies para determinar su tasa de evolución. El reloj molecular se basa en la idea de que la mayoría de las mutaciones ocurren a un ritmo relativamente constante. Cuantas más diferencias genéticas hay entre dos grupos, más tiempo hace que se separen de un ancestro común. El reloj molecular puede ser especialmente útil para estudiar la tasa de evolución en especies que no han dejado un registro fósil, como bacterias o virus.

Teoría neutral de la evolución molecular

Aunque solemos pensar en las mutaciones como algo malo, que provocan cambios extremos en la descendencia, en realidad la mayoría de las mutaciones son completamente neutrales y no provocan ningún cambio en el organismo. ¿Cómo puede ser esto? Las mutaciones son cambios en nuestro ADN. Sin embargo, el código genético del ADN es redundante, lo que significa que más de una secuencia de ADN puede codificar la misma secuencia de aminoácidos. Esto es como una póliza de seguro evolutiva que hace menos probable que las mutaciones cambien la secuencia de aminoácidos.

Si no hay cambios en la secuencia de aminoácidos, no hay cambios en los rasgos del organismo para que actúe la selección natural. Esta es la base para la teoría neutral de la evolución molecular. Afirma que la mayoría de las mutaciones tienen un efecto neutral en la aptitud del organismo y, por lo tanto, la mayor parte de la evolución a nivel molecular se explica mejor mediante la selección aleatoria, como la deriva genética. Esto explica la evolución a nivel molecular que no se puede explicar a través de la selección natural.

Deriva genética, mutación y selección

Pero, ¿qué sucede cuando la deriva genética, las mutaciones y la selección natural ocurren a la vez en una población? En general, la deriva genética reduce la frecuencia de algunos alelos en una población y hace que uno sea fijo con una frecuencia del 100%. Sin embargo, la mutación puede introducir nuevos alelos en una población a lo largo del tiempo. Esto aumenta la diversidad genética y proporciona nuevo material para la selección natural. Si la selección natural está ocurriendo en una población, algunas de estas nuevas mutaciones tendrán más éxito que otras y la nueva composición genética de la población lo reflejará.

Resumen de la lección

La deriva genética es el proceso aleatorio de un cambio en la composición genética de una población. Puede ocurrir por el efecto de cuello de botella cuando un desastre natural limita la variación genética, o por el efecto fundador cuando una pequeña muestra de la población coloniza un nuevo lugar. La deriva genética es un mecanismo de evolución y se puede medir a través de unidades darwin (d) , donde se pueden rastrear los cambios macroscópicos, o mediante el reloj molecular , que rastrea las mutaciones. La teoría neutral de la evolución moleculardice que la mayoría de las mutaciones son neutrales y evolucionan a través de mecanismos aleatorios como la deriva genética en lugar de la selección natural. La deriva genética generalmente disminuye la variación alélica, pero cuando se combina con la mutación y la selección natural, la variación puede aumentar.