Selección y evolución

Variación 变异 significa las diferencias entre individuos. Tiene tres causas posibles:

• factores genéticos solo — determinados por los alelos 等位基因 que heredaste (por ejemplo, el grupo sanguíneo humano).
• factores ambientales 环境因素 solo — determinados por tu entorno (por ejemplo, una cicatriz o el idioma que hablas).
• una combinación de ambos — la mayoría de las características, como la estatura y la masa corporal, dependen tanto de los genes como de la dieta y el estilo de vida.

Existen dos patrones de variación:

• variación discontinua 不连续变异 — grupos claros y separados sin nada intermedio (por ejemplo, los grupos sanguíneos A, B, AB u O). Generalmente está controlada por uno o pocos genes 基因, con poco efecto del ambiente.
• variación continua 连续变异 — un rango suave de un extremo al otro (por ejemplo, la estatura). Está controlada por muchos genes juntos, además del ambiente.

Para comparar las medias de dos muestras (por ejemplo, las alturas de plantas a la luz del sol y a la sombra), se utiliza la prueba t, que indica si la diferencia es lo suficientemente grande como para ser real o si se debe simplemente al azar.

Una población 种群 produce mucho más descendencia 后代 de la que puede sobrevivir, por lo que la descendencia debe competir 竞争 por recursos como alimento y espacio. Esto constituye la "lucha por la existencia". Los individuos que están mejor adaptados 适应 tienen mayor probabilidad de sobrevivir, reproducirse 繁殖 y transmitir sus alelos a la siguiente generación. Con el paso de muchas generaciones, los alelos beneficiosos se vuelven más comunes en la población. Esto es la selección natural 自然选择.

Las condiciones ambientales pueden impulsar la selección de tres formas:

• selección estabilizadora 稳定选择 favorece el promedio y elimina los extremos (la población permanece igual).
• selección direccional 定向选择 favorece un extremo, por lo que la media se desplaza en esa dirección.
• selección disruptiva 分裂选择 favorece ambos extremos y elimina el promedio.

Las frecuencias alélicas también pueden cambiar de otras maneras:

• el efecto fundador 奠基者效应 — unos pocos individuos inician una nueva población, por lo que portan solo algunos de los alelos del grupo original.
• deriva génica 遗传漂变 — en una población pequeña, las frecuencias alélicas cambian por azar de generación en generación.
• el efecto cuello de botella 瓶颈效应 — una caída repentina en el tamaño de la población deja pocos supervivientes, reduciendo la variedad de alelos.

Resistencia a antibióticos como selección natural

Un mutación 突变 accidental hace que unas pocas bacterias sean resistentes a un antibiótico 抗生素. Cuando se usa el antibiótico, las bacterias no resistentes mueren, pero las resistentes sobreviven y se reproducen. Con el tiempo, la resistencia 耐药性 se expande por toda la población. Esta es la selección natural en acción.

El principio de Hardy–Weinberg 哈迪-温伯格原理 te permite calcular las frecuencias alélicas 等位基因频率 y las frecuencias de genotipos 基因型 en una población. Solo se cumple cuando hay una población grande, apareamiento aleatorio y no hay mutaciones, migración ni selección natural.

Llamemos $p$ a la frecuencia del alelo dominante y $q$ a la frecuencia del alelo recesivo. Como solo hay dos alelos, entonces:

Las frecuencias de los genotipos también suman 1, donde $p^2$ es homocigoto dominante, $2pq$ es heterocigoto (los portadores) y $q^2$ es homocigoto recesivo:

Ejemplo resuelto. Una condición recesiva afecta a $1$ de cada $100$ personas. Encuentra la frecuencia de portadores.

Solo el genotipo homocigoto recesivo ($q^2$) manifiesta la condición, así que $q^2 = \tfrac{1}{100} = 0.01$, lo que da $q = \sqrt{0.01} = 0.1$. Luego $p = 1 - q = 0.9$. Los portadores son los heterocigotos:

Por lo tanto, aproximadamente el $18\%$ de la población son portadores — mucho más que el $1\%$ que manifiestan la condición.

En el cruce selectivo 选择育种, también llamado selección artificial 人工选择, los humanos (no la naturaleza) eligen qué organismos se reproducen, para que las características útiles se transmitan. Ejemplos:

• introducir resistencia a enfermedades 抗病性 en variedades de trigo y arroz.
• usar endogamia 近交 e hibridación 杂交 (cruce de líneas diferentes) para obtener maíz vigoroso y uniforme.
• criar ganado lechero para mejorar su rendimiento 产量 de leche.

La evolución 进化 es la formación lenta de nuevas especies 物种 a partir de anteriores, a medida que el pool génico 基因库 (todos los alelos en una población) cambia de generación en generación.

Los datos de secuencia 序列 de ADN pueden mostrar cuán emparentadas están dos especies: cuanto más similares sean sus secuencias de ADN, más recientemente compartieron un ancestro común.

La especiación 物种形成 ocurre cuando dos poblaciones se separan genéticamente, de modo que ya no pueden reproducirse entre sí. Este aislamiento 隔离 genético puede ocurrir de dos formas:

• especiación alopatrica 异域物种形成 — las poblaciones se mantienen separadas por una separación geográfica 地理隔离, como un mar o una cadena montañosa.
• especiación simpátrica 同域物种形成 — las poblaciones viven en la misma área pero están separadas por diferencias en comportamiento o estilo de vida.

• Explica la selección natural como una secuencia: variación → presión de selección → los mejor adaptados sobreviven y se reproducen → cambio en la frecuencia alélica.
• Usa las ecuaciones de Hardy–Weinberg ($p+q=1$, $p^2+2pq+q^2=1$); $q^2$ es la frecuencia del fenotipo recesivo — un cálculo común.
• Distingue entre selección estabilizadora, direccional y disruptiva con un ejemplo de cada una.
• Distingue entre especiación alopatrica y simpática (aislamiento geográfico vs. reproductivo).