Notas sobre los tipos de selección natural de evolución (con ejemplos)

¡Lee este artículo para aprender sobre varios tipos de selección natural de evolución con ejemplos!

La selección es el proceso mediante el cual sobreviven y se reproducen aquellos organismos que aparecen física, fisiológica y conductualmente mejor adaptados al medio ambiente; esos organismos no tan bien adaptados no se reproducen o mueren.

Cortesía de imagen: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg

Los organismos anteriores pasan sus personajes exitosos a la siguiente generación, mientras que los últimos no lo hacen. La selección depende de la existencia de una variación fenotípica dentro de la población y es parte del mecanismo por el cual una especie se adapta a su entorno.

Una población tiene tres tipos de individuos en función de su tamaño de tamaño medio, grande y pequeño. Hay tres tipos de procesos de selección que ocurren en poblaciones naturales y artificiales y se describen como estabilizadores, direccionales y disruptivos.

1. Selección estabilizadora (Selección de equilibrio):

Este tipo de selección favorece a los individuos de tamaño medio, mientras que elimina los individuos de tamaño pequeño. Reduce la variación y por lo tanto no promueve el cambio evolutivo. Sin embargo, mantiene el valor medio de generación en generación. Si dibujamos una curva gráfica de población, tiene forma de campana.

Ejemplo:

Ocurre en todas las poblaciones y tiende a eliminar los extremos de la población, por ejemplo, hay una longitud de ala óptima para un halcón de un tamaño particular con un cierto modo de vida en un entorno determinado. La selección estabilizadora, que opera a través de las diferencias en el potencial de reproducción, eliminará aquellos halcones con palos más grandes o más pequeños que esta longitud óptima.

2. Selección direccional (Selección progresiva):

En esta selección, la población cambia hacia una dirección particular. Significa que este tipo de selección favorece a individuos pequeños o grandes, y más personas de ese tipo estarán presentes en la próxima generación. El tamaño medio de la población cambia.

Ejemplos:

Evolución de mosquitos resistentes al DDT, melanismo industrial en polilla salpicada y evolución de jirafa.

3. Selección disruptiva (Selección diversificadora):

Este tipo de selección favorece tanto a individuos pequeños como a grandes. Elimina a la mayoría de los miembros con expresión media, por lo que produce dos picos en la distribución del rasgo que puede llevar al desarrollo de dos poblaciones diferentes. Este tipo de selección es opuesto a la selección estabilizadora y es raro en la naturaleza pero es muy importante para lograr un cambio evolutivo.

Ejemplo:

Stebbins y sus colaboradores estudiaron un ejemplo de selección disruptiva en una población de girasoles en el Valle de Sacramento en California durante un período de 12 años. Al principio, la población genéticamente variable de estos girasoles era un híbrido entre dos especies. Después de cinco años, esta población se había dividido en dos subpoblaciones separadas por un área cubierta de hierba.

Una de estas subpoblaciones ocupó un sitio relativamente seco y otra ocupada comparativamente húmeda. Durante los siguientes siete años, el tamaño de la población fluctuó enormemente en respuesta a las diferencias en las precipitaciones, pero se mantuvieron las diferencias entre las dos subpoblaciones.

Ejemplos de selección natural:

1. El melanismo industrial:

Es una adaptación donde las polillas que viven en las áreas industriales desarrollaron pigmentos de melanina para hacer coincidir su cuerpo con los troncos de los árboles. El problema del melanismo industrial en las polillas ha sido estudiado originalmente por RA Fischer y EB Ford; y en los últimos tiempos, por HBD Kettlewell.

La aparición del melanismo industrial está estrechamente relacionada con el progreso de la revolución industrial en Gran Bretaña, durante el siglo XIX. Ha ocurrido en varias especies de polillas. De estos, la polilla salpicada (Biston betularia) es la más intensamente estudiada.

El melanismo industrial se puede escribir brevemente como sigue.

(i) La polilla salpicada existía en dos cepas (formas): de color claro (blanco) y melanica (negro).

(ii) En el pasado, la corteza de los árboles estaba cubierta por líquenes blanquecinos, por lo que las polillas blancas escapaban inadvertidas de las aves depredadoras.

(iii) Después de la industrialización, las cortezas se cubrieron con humo, por lo que las polillas blancas fueron recogidas selectivamente por las aves.

(iv) Pero las polillas negras pasaron desapercibidas, por lo que lograron sobrevivir, lo que resultó en una mayor población de polillas negras y una menor población de polillas blancas.

Así el melanismo industrial apoya la evolución por selección natural.

2. Resistencia de los insectos a los pesticidas:

Se pensó que el DDT, que comenzó a usarse a fines de 1945, es un eficaz insecticida contra las plagas domésticas, como mosquitos, moscas domésticas, piojos corporales, etc. Sin embargo, dentro de dos o tres años de la introducción de este insecticida, el nuevo DDT es resistente. Aparecieron mosquitos en la población. Estas cepas mutantes, que son resistentes al DDT, pronto se establecieron en la población y, en gran medida, reemplazaron a los mosquitos sensibles al DDT originales.

3. Resistencia a los antibióticos en las bacterias:

Esto también es válido para las bacterias causantes de enfermedades contra las cuales usamos antibióticos o medicamentos para matar a estas bacterias. Cuando una población bacteriana se encuentra con un antibiótico en particular, las personas sensibles mueren. Pero algunas bacterias que tienen mutaciones se vuelven resistentes al antibiótico. Estas bacterias resistentes sobreviven y se multiplican rápidamente a medida que las bacterias competidoras han muerto.

Pronto la resistencia que proporciona los genes se generaliza y toda la población bacteriana se vuelve resistente.

Bases genéticas de la adaptación del experimento de plastificación de la réplica de Lederberg para ilustrar el papel de la selección natural (Fig. 7.54):

Por un experimento, Joshua Lederberg y Esther Lederberg pudieron demostrar que hay mutaciones que en realidad son preadaptativas. En general, las bacterias se cultivan colocando en placa suspensiones diluidas de células bacterianas en placas de agar semisólidas que contienen medio completo con antibióticos como la penicilina. Después de algún período aparecen colonias en las placas de agar. Cada una de estas colonias se desarrolla a partir de una única célula bacteriana mediante divisiones de células mitóticas. Lederberg inoculó bacterias en una placa de agar y obtuvo una placa con varias colonias bacterianas. Esta placa se llama como 'placa maestra'.

Luego formaron varias réplicas de esta placa maestra. Para ello, tomaron un disco de terciopelo estéril, montado en un bloque de madera, que se presionó suavemente en la placa maestra. Algunas de las células bacterianas de cada colonia se adhirieron a la tela de terciopelo. Al presionar este terciopelo en nuevas placas de agar de medio mínimo, pudieron obtener réplicas exactas de la placa maestra.

Esto se debió al hecho de que las células bacterianas fueron transferidas de una placa a otra por el terciopelo. Después de eso, intentaron hacer réplicas en las placas de agar de un medio mínimo que contenía un antibiótico penicilina, las colonias de réplica no se formaron. Las nuevas colonias que crecieron fueron naturalmente resistentes a la estreptomicina / penicilina.

Las nuevas colonias que no crecieron fueron colonias sensibles. Por lo tanto, hubo una adaptación en algunas células bacterianas para crecer en un medio que contiene el antibiótico (penicilina). Esto demostró que habían ocurrido mutaciones antes de que las bacterias estuvieran expuestas a la penicilina.

4. Anemia de células falciformes:

Uno de los mejores ejemplos se ha descubierto en las poblaciones humanas, que habitan en el África tropical y subtropical. El gen de la célula falciforme produce una forma variante de la proteína hemoglobina, que difiere de la hemoglobina normal en un solo aminoácido. En las personas, homocigotas para esta hemoglobina anormal, los glóbulos rojos (glóbulos rojos) tienen forma de hoz, y esta condición se describe como anemia de células falciformes.

Las personas afectadas por esta enfermedad generalmente mueren antes de la edad reproductiva, debido a una severa anemia hemolítica. A pesar de su naturaleza desventajosa, el gen tiene una alta frecuencia en algunas partes de África, donde la malaria también está en alta frecuencia. Posteriormente, se ha descubierto que los heterocigotos para el rasgo de células falciformes son excepcionalmente resistentes a la malaria.

Así, en algunas partes de África, las personas homocigotas para el gen normal tienden a morir de malaria, y las homocigotas para la anemia de células falciformes tienden a morir de anemia grave; mientras que los individuos heterocigotos sobreviven y tienen la ventaja selectiva sobre cualquiera de los homocigotos. La anemia de células falciformes es causada por la sustitución del ácido glutámico por la valina en la sexta posición de la cadena beta de la hemoglobina.

5. Deficiencia de glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (G-6-PD):

Ocurre como error innato del metabolismo en algunas personas. También se llama favismo porque los frijoles causan hemólisis en los pacientes. Los medicamentos antimaláricos como la primaquina causan hemólisis en tales personas. La hemólisis se debe a la producción de H2O2 que no se elimina debido a la deficiencia de glucosa 6-PD y el resultado es la falta de NADPH2. El parásito de la malaria no puede completar la esquizogonía en pacientes con deficiencia de glucosa 6-PD debido a la muerte prematura de los eritrocitos.

6. Polimorfismo genético:

El polimorfismo juega un papel importante en el proceso de selección natural. Se define como la existencia de dos o más formas de la misma especie dentro de la misma población y puede aplicarse a características bioquímicas, morfológicas y de comportamiento. Hay dos formas de polimorfismo: Polimorfismo equilibrado y Polimorfismo transitorio.

Polimorfismo equilibrado:

Esto ocurre cuando diferentes formas coexisten en la misma población en un ambiente estable. Se ilustra más claramente por la existencia de los dos sexos en animales y plantas. Las frecuencias genotípicas de las diversas formas exhiben equilibrio ya que cada forma tiene una ventaja selectiva de igual intensidad. En los seres humanos, la existencia de los grupos sanguíneos А, В, AB y О son ejemplos de polimorfismo equilibrado.

Si bien las frecuencias genotípicas dentro de diferentes poblaciones pueden variar, permanecen constantes de generación en generación dentro de esa población. Esto se debe a que ninguno de ellos tiene una ventaja selectiva sobre el otro.

Las estadísticas revelan que los hombres blancos del grupo sanguíneo О tienen una mayor esperanza de vida que los de otros grupos sanguíneos, pero, curiosamente, también tienen un mayor riesgo de desarrollar una úlcera duodenal que puede perforar y conducir a la muerte. La ceguera al color rojo-verde en los seres humanos es otro ejemplo de polimorfismo, al igual que la existencia de obreros, drones y reinas en insectos sociales y formas de primos.

Polimorfismo transitorio

Esto surge cuando existen diferentes formas o morfos en una población que sufre una fuerte presión de selección. La frecuencia de la aparición fenotípica de cada forma está determinada por la intensidad de la presión de selección, como las formas melanicas y no melanicas de la polilla salpicada. El polimorfismo transitorio generalmente se aplica en situaciones donde una forma está siendo reemplazada gradualmente por otra.