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BIOLOGIA EVOLUTIVA
TEMA 2 UNIDADES EVOLUTIVAS
Los individuos no tenemos importancia desde el punto de vista evolutivo, lo importante son las poblaciones , los grupos de individuos que se reproducen entre ellos y que comparten un acervo genetico, con un acervo génico comun. Los grupos que comparten espacio y tiempo.
La evolución se define como:
Cambios genéticos en las unidades evolutivas de las poblaciones. Hablando a nivel de probabilidades o frecuencias en las poblaciones. Cambian las frecuencias genotípicas y génicas o alélicas en las poblaciones. Tomamos como ejemplo una especie diploide con reproduccionn sexual y un locus autosómico con dos alternativas alélicas. También la podemos definir como: Cambios en la constitucion genética de las poblaciones.
¿Como se da la evolución? producción de variantes, que son heredables, las mutaciones. Y reproduccion diferencial de las variables. Si falla alguno de los dos pasos no hay evolución.
La estructura genética de una población, es la parte estatica, y ello puede cambiar por diversos procesos los cuales serian la parte dinámica.
GENÉTICA DE POBLACIONES
En la estructura genetica de una población, debemos definir los alelos genéticos y genotipos que hay y cuales son su frecuencias. Debemos conocer los patrones de variacion genetica en las poblaciones para fijarnos en uno concreto y extrapolar. Finalmente nos fijamos en cambios en la estructura genética a traves del tiempo.
Para describir la estructura debemos hablar de frecuencias alélicas/génicas y de frecuencias genotípicas.
VARIABILIDAD
La existencia de variabiliadad genética es una condición imprescindible para la evolución.
La variabilidad es el primer y necesario paso. Nos detenemos en su importancia evolutiva, ya que es el primer escalon para que se de evolución. Analizamos poblaciones naturales a ver si encontramos la variabilidad necesaria para que sigan los demás pasos de la evolución.
Podemos plantearnos muchas cuestiones:
¿Cómo se hereda la variación? ¿Existe mucha o poca variación en las poblaciones? ¿Por qué hay mucha o poca?
¿Cómo se mantiene la variación en las poblaciones? ¿Cuál es la importancia evolutiva de la variabilidad?
¿CUAL ES LA IMPORTANCIA EVOLUTIVA DE LA VARIABILIDAD?
La existencia de variabiliadad genética es una condición imprescindible para la evolución.
Uniformidad genética ; imposibilidad de cambio Variabilidad genética; pueden cambiar las frecuencias
Darwin sabia que era una condición necesaria para la evolución la presencia de variantes que sean heredables pero no sabia como se originaba ni sabia las leyes que regian la transmisión de variabilidad heredable, y sobre ellas actuaria la selección natural. Algunas variaciones hereditarias debían ser más beneficiosas que otras para la supervivencia y reproducción de sus portadores → las variantes“útiles” se propagarán y se eliminarán las perjudiciales
ESTRUCTURA DE POBLACIONES
A principios del S.XX en las primeras décadas había dos modelos:
1. Modelo clásico: decía que en las poblaciones realmente había poca variabilidad. La mayoria de los
loci de un genotipo se presentaban en homocigosis del alelo normal. En la representacion de una pareja cromosómica hay letras que representan genes, y + significa normal. La mayoría de los individuos son homocigotos, solo alguno aparece como mutante con una mutacion alélica en el locus O, por lo que hay muy poca variabiliad, que estaría mantenida por mutacion. La mayoria de las mutaciones se eliminan por selección, y la mayoría son homocigotos para el alelo normal.
2. Modelo balanceado: hay gran cantidad de variabilidad, y cada loci tiene muchas variantes alélicas.
La variabilidad se mantiene por la selección balanceadora. En la representación hay muchos puntos con diferentes alelos en un cromosoma y en su homologo, hay mucha variabilidad.
Todavía no había informacion de las variantes heredables. Lo único quee teníamos era los guisantes.
Había que aportar información para los dos modelos.
CANTIDAD VARIABILIDAD Y TASA EVOLUTIVA
El profesor Ayala, en 1965, determinaba que la cantidad de variabilidad genética guardaba una relación con la tasa evolutivaa mayor variabilidad, mayor probabilidad de evolucionar.
Ayala realizó experimentos en el 1965 y posteriormente, otros científicos realizaron mas experimentos de este tipo. Se descubrió que había una relación entre la variabilidad y la tasa evolutiva.
Las experiencias que realizo Ayala se basaron en Drosophila serrata y construyo lo que llamamos caja de poblaciones. Mantuvo unas poblaciones a una Tª de 19º y otras a 25º. Además hizo dos tipos de poblaciones unas mixtas y otras no mixtas. Unas con un único origen demográfico o puras (no mixto) procedentes de Popondetta, y en las mixtas estaban la misma poblacion de Popondetta de un origen concreto y otra poblacion de otro origen, de Sidney.
- Después variabilidad molecular a nivel de enzimas, como enzimas de restricción, pudimos analizar las secuencias. En los años 60 se empieza a analizar la variablidad a nivel molecular, con EF y enzimas. La ventaja es que son muestras no sesgadas, lo que da mayor objetividad. Los primeros trabajos se dan en DM y con la especie humana: Hubby y Lewontin. Posteriormente se trabajo con endonucleasas de restricción que son palindromicas, que pueden cortar el DNA en secuencias diana, en segmentos que se leen igual de izqda. a dcha. que de dcha a izqda. Todas las enzimas tienen secuencias diana diferentes. Tenemos un segmento de diana, y al analizar en EF vemos cuantos fragmentos aparecen y su tamaño, y podremos ver si en algún individuo han aparecido las mismas o mas dianas.
- Y ya posteriormente con la PCR pudimos analizar distintos tipos de marcadores moleculares o satélites, microsatelites, SNPs, RAPD, ISSR, … Por fin llegams a la famosa PCR (reacción en cadena de la polimerasa), es una replicación multiples veces de un semgento de DNA. Se necesitan ciertas condiciones: necesitamos DNA molde, cebadores (punto de anclaje inicial), polimerasa, y nt. También se da la PCR con diferentes cebadores. A veces los cebadores pueden ser al azar, y es interesante y arriesgado en casos de organismos en los que desconocemos casi todo su genoma, y utilizarlos al azar para ver si hay polimorfismos. RAPD es al azar. Ceratitis capitata. Se extrae DNA genómico, se amplifica usando cebadores con secuencias arbitrarias, y por ultimo, se realizan EF en geles de agarosa. ISSR (inter micro satelites): Autropotamobius italicus. Los cebadores constituyen la secuencia de los microsatelites, porque queremos amplificar la secuencia de DNA genómico que hay entre dos microsatelites. Se utiliza para ello la PCR. Los microsatelites suelen ser bastante universales. Se extrae el DNA genómico, se amplifica el DNA en una PCR usando como cebadores secuencias de microsatelites, y por ultimo se realizan EF del DNA en geles de agarosa. Con los ISSR podemos observar diferentes perfiles de DNA con los distintos cebadores ISSR utilizados, y además podemos detectar variabilidad dentro y entre las poblaciones, lo que puede ser importante en especies que están en extinción. Son micro porque amplificamos.
La secuenciacion, hasta hace poco no se podía abordar para muchas secuencias porque es muy cara y necesita mucho trabajo. Ahora ya tenemos maquinarias que lo hacen en muy poco tiempo.
CONCLUSIONES
A todos los niveles a los que se realiza el analisis de poblaciones, se ha detectado variabilidad genetica y además bastante. Todo ello significa que se cumple el primer paso para que se de la evolución. El primer escalon esta salvado. Hay variabilidad genetica en las poblaciones naturales, por lo que en un principio pueden evolucionar. Pueden intercambiar información y frecuencias genotipicas entre las poblaciones.
