Teoría de la Evolución: Conceptos Clave, Especiación y Selección Natural - Prof. Riba Camp, Apuntes de Etología

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Teorías y procesos Teorías y procesos

evolutivos evolutivos

1.Teoría de la Evolución.

2.Modalidades y

patrones de evolución.

3.Especiación.

1. Variabilidad

2. Herencia

3. Adaptación

4. Selección natural

5. Especiación

Charles Darwin (1809-1882) Alfred Russel Wallace (1823-1913)

Conceptos clave de la teoría de la

evolución

• (^) 1859: “On the Origin of Species by Means of Natural

Selection, or the Preservation of Favoured Races in

the Struggle for Life”. El origen de las especies por

medio de la selección natural, o la conservación de las

razas favorecidas en su lucha por la existencia.

• (^) 1871: “The Descent of Man, and Selection in Relation

to Sex”. El origen del hombre y la selección sexual.

• (^) 1872: “The Expression of Emotions in Man and

Animals”.

La expresión de las emociones en el hombre y en los

animales.

Principales obras de Darwin

3. Adaptación:

• (^) Es el ajuste entre el individuo y su entorno.
• (^) Aunque las poblaciones tienen una capacidad infinita de expandirse, la capacidad de los hábitats para soportar a las poblaciones es limitada.
• (^) Determinados rasgos heredados por unos individuos resultan serles favorables para su supervivencia, porque les permiten: - (^) Responder mejor que otros a las condiciones del entorno - (^) Competir con más éxito por recursos que son escasos y por cobijo (están mejor adaptados que otros individuos).
• (^) Por lo tanto, en la mayor parte de las poblaciones la cantidad de individuos que sobreviven y se reproducen es pequeña en comparación con la cantidad de individuos nacidos en cada generación.
• (^) La probabilidad de que un individuo sobreviva y se reproduzca depende en gran medida de la interacción entre el entorno y las características

fenotípicas propias del individuo.

Conceptos clave de la teoría de la

evolución

4. Selección natural:

• (^) Algunas de las características de determinados individuos favorecen que, en su interacción con el entorno, tengan más probabilidades de sobrevivir y reproducirse que otros.
• (^) Los individuos mejor adaptados al entorno son “seleccionados”: “supervivencia de los mejor adaptados”.
• (^) Puesto que los mejor adaptados tienden a tener más hijos que los peor adaptados, la proporción de descendientes que heredan las características fenotípicas de los primeros es cada vez mayor en generaciones sucesivas, en detrimento de la proporción de descendientes de los segundos.

5. Especiación:

• (^) Con el tiempo (en generaciones sucesivas), las variaciones fenotípicas que se van heredando pueden llegar a originar una especie similar a la originaria pero con características diferentes.

Conceptos clave de la teoría de la

evolución

• (^) Durante la sequía sobrevivió una mayor proporción

de pinzones con picos altos que de pinzones con

picos bajos: sólo los mejor adaptados a comer las

semillas grandes y duras sobrevivieron.

• (^) Los progenitores con picos altos tienden a tener

descendientes con picos altos. Los progenitores con

picos bajos tienden a tener descendientes con picos

bajos.

• (^) Por lo tanto, después de la sequía hubo una mayor

proporción de pinzones con picos altos que antes

(los supervivientes más sus descendientes).

• (^) La altura promedio del pico en la población fue

mayor que antes de la sequía: incremento del 4%

en la media.

Un ejemplo de evolución: Geospiza

fortis

Gregor Mendel (1822-1884). Principio de la herencia (1856):

• (^) La genética explica el origen de la variedad sobre la que

opera la selección natural.

• (^) Experimentando con generaciones sucesivas de guisantes,

Mendel concluyó que la herencia está determinada por

partículas diminutas (que ahora llamamos genes), cuyos

efectos pueden desaparecer en una generación pero

reaparecer en la siguiente.

• (^) Las variaciones en el fenotipo son debidas a variaciones en

el genotipo (el conjunto de genes del organismo).

Genética mendeliana

El desarrollo de la genética mendeliana fue fundamental para poder comprender los mecanismos que explican el origen y el mantenimiento de las funciones hereditarias.

Ejemplo de herencia:

• (^) Gen que codifica la longitud de la cola: dos alelos, S (corta, dominante) / s (larga, recesivo).
• (^) Gen que codifica el color del pelo: dos alelos, B (marrón, dominante) / b (blanco, recesivo).
• (^) Si los padres son homozigóticos respecto a cada gen (SSbb, ssBB; pero no Ssbb, SSBb, etc.), sus hijos son heterozigóticos y solamente muestran los fenotipos dominantes (cola corta, marrón).
• (^) Si los hijos se cruzan, en la siguiente generación pueden aparecer todas las combinaciones posibles de tamaño de cola y color del pelo, en distintas proporciones.

Genética mendeliana

• (^) Integra los principios de:
  • (^) La teoría de la evolución darwinista
  • (^) Las aportaciones de la genética de poblaciones.
• (^) Con la introducción de los conceptos gen, alelos y frecuencias génicas, la unidad de estudio de la genética de poblaciones dejó de ser el individuo (“supervivencia del mejor adaptado”, según Darwin y Wallace) y pasó a ser la población de individuos.
• (^) Una población es un grupo de individuos de la misma especie que pueden reproducirse.
• (^) Cada población se caracteriza por su reserva genética: conjunto de alelos de todo los genes de todos los individuos que forman la población.
• (^) Las poblaciones están sometidas a la influencia de factores azarosos y de carácter ecológico, social, etc.
• (^) Estos factores determinan cambios a largo plazo cambios en la reserva genética.

Teoría sintética de la evolución

(neodarwinismo)

Según Hamilton (1964):

• (^) Los animales pueden aumentar su eficacia biológica comportándose de formas que faciliten la eficacia biológica (supervivencia y reproducción) de sus parientes próximos. Ejemplos: cuidado de las crías, altruismo familiar.
• (^) Puesto que los parientes próximos comparten parte de los genes, estas conductas aumentan la probabilidad de que esa parte de genes se perpetúe en la descendencia.
• (^) Eficacia biológica inclusiva = eficacia directa (darwiniana) + eficacia indirecta (de parentesco)
• (^) Coeficientes de parentesco: Padres-hijos: 50%. Hermanos: 50%. Abuelos-nietos: 25%. Tíos-sobrinos: 25%. Primos: 12,5%

Teoría de la selección de parentesco

(familiar)

Según MacArthur y Pianka (1966)

• (^) La selección natural favorece la eficacia de todas las conductas:

los animales compaginan la satisfacción de sus necesidades de

modo que obtengan un balance positivo.

• (^) Necesidades: alimentarse, reproducirse, evitar depredadores,

etc. Si existen varias alternativas posibles, el animal tenderá a

realizar aquella que aporte el balance óptimo entre coste y

beneficio.

• (^) Ejemplo: maximizar el consumo de alimento (beneficio)

minimizando el tiempo y la energía necesarios para obtenerlo

(coste).

• (^) Estrategia evolutiva estable (EES): conjunto de pautas de

conducta que proporcionan soluciones óptimas = mejor balance

entre coste y beneficio.

• (^) La selección natural favorece las estrategias que acaban

asociándose a resultados favorables.

Teoría de la optimización

1. Mutaciones

• (^) Son cambios en los genes (estructurales o reguladores).
• (^) En ciertos casos las mutaciones son provocadas por la

acción de agentes mutágenos: rayos X, sustancias

radioactivas, etc.

• (^) En general se trata de mutaciones espontáneas, cutas

causas físicas o químicas son desconocidas.

• (^) La tasa de mutación de un gen concreto es baja.
• (^) Sin embargo, considerando toda la población, la cantidad

total de mutaciones en cada generación puede ser

elevada.

• (^) Por tal motivo, las mutaciones proporcionan la variación

que puede ser el punto de partida de la evolución.

Variabilidad genética

2. Migraciones

• (^) Los movimientos migratorios de los individuos reproductores (o de sus células sexuales) son los responsables del flujo de genes entre poblaciones.
• (^) De este modo es posible que nuevos alelos se introduzcan en una población o que se modifiquen las frecuencias de los alelos existentes en la misma.
• (^) Efecto global de las migraciones: reducir las diferencias entre las poblaciones y mantener la homogeneidad.

Variabilidad genética