Proyecto de genética de poblaciones
Dado el floreciente éxito de la investigación del hámster volador y nuestra fascinación por los pequeños roedores, tú y yo hemos decidido hacer nuestra tesis de investigación en el laboratorio de Adrian. Muchos de los otros investigadores del laboratorio de Adrian se centran en estudiar la función genética y biológica molecular de genes y proteínas específicos en los hámsteres voladores. Creo que sería interesante estudiar la genética de toda una población de hámsters en lugar de estudiar un solo gen. El estudio de la variación genética dentro de una población se denomina genética de poblaciones .
Dado que parece que estamos trabajando juntos tan bien, sigamos adelante y colaboremos en nuestros proyectos de genética de poblaciones. Pensemos en el mecanismo de la evolución antes de comenzar, lo que plantea la pregunta: ¿qué es la evolución? Por ahora, pensemos en la evolución como un cambio en una característica dentro de una población a lo largo del tiempo. A medida que aprendamos más sobre la genética de poblaciones, podremos refinar aún más esta definición.
Teoría de las características adquiridas
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Mientras almorzamos con otros estudiantes en nuestro edificio, aprendemos sobre sus teorías sobre la evolución de los rasgos. Nos dicen que creen que la evolución de nuevos factores anatómicos está impulsada por la necesidad. De manera similar, si un organismo no necesita una estructura, esa estructura se volverá más pequeña y menos desarrollada debido al desuso. La idea de que las características que adquiere un organismo durante su vida pueden transmitirse a su descendencia se atribuye al científico Jean-Baptiste Lamarck . Esta teoría se llama heredabilidad de características adquiridas o herencia lamarckiana.
Según esta teoría, una jirafa que estira su cuello para alcanzar las hojas en las ramas más altas de los árboles pasaría cuellos más fuertes a su descendencia, lo que permitiría un mayor alcance y eventualmente resultaría en la evolución de jirafas con cuellos más largos.
Asimismo, la teoría propone que el desuso del dedo pequeño del pie en mamíferos, como los cerdos, provocó su desaparición con el tiempo. Podríamos decir que la teoría de la herencia adquirida es similar al adagio La necesidad es la madre de la invención. La necesidad de un rasgo impulsa la evolución de ese rasgo.
Principios de la evolución darwiniana
Ahora, la teoría de nuestros compañeros parece bastante lógica, pero también es una buena idea considerar posibilidades alternativas. De nuestros experimentos anteriores, sabemos que existe variación dentro de una población. Las mutaciones pueden introducir nuevos alelos, que pueden proporcionar o no una funcionalidad mejorada en comparación con los preexistentes. El surtido aleatorio y el cruzamiento crean nuevas combinaciones de alelos de diferentes genes.
Para una situación dada, las nuevas combinaciones de un gen podrían proporcionar una ventaja competitiva para los individuos de una población. Consideremos un ejemplo: supongamos que hay variaciones en el tamaño y la fuerza de las alas dentro de una población de hámsteres isleños. Los hámsteres con alas más grandes y más fuertes pueden volar más lejos que los hámsteres con alas más pequeñas. Sin embargo, dado que la comida y los mates son abundantes en la isla, la diferencia no es tan importante. Ahora, suponga que el volcán gigante en esa isla entra en erupción y el hábitat del hámster volador está completamente destruido.
Los hámsters con alas más grandes son lo suficientemente fuertes como para llegar a nuevas islas, mientras que los más débiles están atrapados en la isla en ruinas o simplemente no pueden llegar hasta la otra isla. Al final, la alteración significativa del medio ambiente resultó en hámsteres con alas más grandes y fuertes. Estos son los principios básicos de la teoría de la evolución propuesta por Charles Darwin .
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Razonó que evolucionaron poblaciones en lugar de individuos. Esta evolución es posible porque la variación genética ya existe dentro de una población. Los individuos con diferentes genotipos en la población sobreviven y se reproducen a diferentes ritmos. El agente que determina una tasa diferencial de reproducción se llama selección natural .
Lamarckismo versus darwinismo
Note la diferencia entre las teorías de Darwin y Lamarck. Lamarck creía que la necesidad de un nuevo rasgo promovería la evolución de ese rasgo. Darwin propuso que la evolución se produjo a través de la presión selectiva por un rasgo preexistente en una población. Ambas teorías parecen bastante razonables, entonces, ¿cómo determinamos qué teoría describe con mayor precisión lo que está sucediendo en la naturaleza?
Bueno, ¿y si atamos las alas de los hámsteres voladores para que no puedan volar? La teoría de las características adquiridas predice que las alas se encogerían, dado que no se utilizan, y posiblemente desaparecerán en el transcurso de varias generaciones.
Resulta que un científico conocido como August Weismann llevó a cabo un experimento similar para refutar la teoría de Lamarck. Weismann cortó repetidamente las colas de los ratones durante varias generaciones. Descubrió que las colas de los ratones de las generaciones posteriores ni desaparecían ni se acortaban apreciablemente.
Hoy en día, la teoría de la evolución de Darwin es ampliamente aceptada como el principio que gobierna la genética de poblaciones. Al comenzar nuestro estudio de la genética de poblaciones de hámsteres voladores, veremos cómo se puede utilizar la evolución darwiniana para predecir la frecuencia alélica, genotípica y fenotípica dentro de una población.
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Resumen de la lección
El estudio de la variación genética dentro de una población se denomina genética de poblaciones .
La evolución es un cambio en una característica dentro de una población a lo largo del tiempo.
La teoría de las características adquiridas establece que las características adquiridas por un organismo durante su vida pueden transmitirse a su descendencia. A veces también se le llama lamarckismo .
Los principios de la evolución darwiniana incluyen las ideas que:
- Las poblaciones, más que los individuos, evolucionan.
- La evolución es posible porque existe variación genética dentro de una población.
- Los individuos con diferentes genotipos en la población se reproducen a diferentes ritmos.
La selección natural es el agente que determina una tasa diferencial de reproducción.
Objetivos de la lección
Después de ver esta lección, debería poder:
- Definir los términos evolución , genética de poblaciones y selección natural.
- Identificar a John-Baptiste Lamarck y explicar su heredabilidad de la teoría de las características adquiridas.
- Describe la teoría de la evolución de Darwin.
- Comprender qué teoría de la evolución es más aceptada y por qué
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