EVOLUCIÓN

Evolución biológica

La evolución biológica es el proceso continuo de transformación de las especies a través de cambios producidos en sucesivas generaciones, y que se ve reflejado en el cambio de las frecuencias alélicas de una población.

Charles Darwin, padre de la teoría de la evolución por selección natural

Generalmente se denomina evolución a cualquier proceso de cambio en el tiempo. En el contexto de las Ciencias de la vida, la evolución es un cambio en el perfil genético de una población de individuos, que puede llevar a la aparición de nuevas especies, a la adaptación a distintos ambientes, o a la aparición de novedades evolutivas. Desde los años 1940, cuando emergió la nueva ciencia de la genética, la evolución ha sido definida más específicamente como un cambio en la frecuencia de alelos entre una generación y la siguiente.

Debido a que la palabra evolución puede ser utilizada en muchos contextos distintos, aún en los círculos biológicos, resulta útil el identificar adecuadamente algunos términos. La evolución, estrictamente hablando, es el cambio en la frecuencia de ocurrencias genéticas en un período de tiempo dentro de una población. La teoría de la evolución es el modelo científico que describe y explica las causas de las transformaciones evolutivas a partir de un ancestro común. Charles Darwin y Alfred Russel Wallace propusieron la selección natural como mecanismo de la evolución

Tipos de alelo

Los alelos son formas alternas de un gen, que difieren en secuencia o función.

Toda característica genéticamente determinada depende de la acción de cuando menos un par de genes homólogos, que se denominan alelos.

• Los alelos que varían en secuencia tienen diferencias en el ADN, como deleciones, inserciones o sustituciones.
• Los alelos que difieren en función pueden tener o no diferencias conocidas en las secuencias, pero se evalúan por la forma en que afectan al organismo.

En función de su expresión en el fenotipo se pueden dividir en:

• Alelos dominantes: aquellos que aparecen en el fenotipo de los individuos heterocigotos o híbridos para un determinado carácter, además de en el homocigoto.
• Alelos recesivos: los que quedan enmascarados del fenotipo de un individuo heterocigoto y sólo aparecen en el homocigoto, siendo homocigótico para los genes recesivos.

ALGUNOS CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA EVOLUCIÓN:

Variación genética.- Se refiere a la variación en el material genético de una población o especie, e incluye los genomas nuclear, mitocondrial y ribosomal, además de los genomas de otros orgánelos

Equilibrio genético.-Situación dentro de una población en la que la frecuencia de los genes y genotipos no varían de una generación a otra

TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA MENDELIANA

Cuando Mendel realizó sus experimentos, no se conocía la existencia de la molécula de ADN ni, por tanto, que esta se encontrara en los cromosomas.

Los investigadores de finales del siglo pasado y principios del actual elaboraron la teoría cromosómica de la herencia mendeliana, según la cual los genes residen en los cromosomas.

En 1902, Sutton, en EEUU, y Boveri, en Alemania, observaron que había un paralelismo entre la herencia de los factores hereditarios y el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis y la fecundación, por lo que dedujeron que los factores hereditarios residían en los cromosomas.

Esta afirmación sirvió de base para la formulación de la teoría cromosómica de la herencia unos años más tarde.

En 1909, Johannsen designó “el factor hereditario” de Mendel con el término gen.

En 1910, Morgan, observó en sus experimentos con la mosca del vinagre que los machos de esta especie tenían tres pares de cromosomas homólogos, llamados autosomas, y un par de cromosomas parecidos, pero no idénticos, a los que designó con las letras X e Y y denominó heterocromosomas o cromosomas sexuales, ya que son los responsables del sexo.

Más tarde, Morgan descubrió que muchos caracteres hereditarios se transmiten juntos, como por ejemplo, el color del cuerpo de la mosca, el color de los ojos, el tamaño de las alas, etc. Después de efectuar numerosos cruces comprobó que había cuatro grupos de genes que se heredaban ligados.

Se llegó a la conclusión de que los genes estaban en los cromosomas y que estos se encontraban en el mismo cromosoma tendían a heredarse juntos, por los que se denominó genes ligados.

Posteriormente, Morgan determinó que los genes se localizan sobre los cromosomas de forma lineal y que el intercambio de fragmentos de cromosomas se corresponde con el fenómeno de la recombinación. También afirmó que los cromosomas conservan la información genética y la transmiten de generación mediante la mitosis.

Todas estas observaciones permitieron a Morgan elaborar la teoría cromosómica de la herencia.

En la actualidad sabemos muchas cosas que desconocían los genetistas de principio de siglo sobre todo que los genes son porciones concretas de ADN. Por ello, hoy nos parece evidente que los genes estén en los cromosomas, ordenados linealmente.

Genética de poblaciones, estudio biológico de la composición genética de las poblaciones, que suele medirse en forma de frecuencias génicas (la frecuencia con que un gen aparece en una población). Es la ciencia más importante en el estudio de la evolución, ya que ésta puede entenderse en términos de cambios de frecuencias génicas a lo largo del tiempo. La selección natural y la deriva genética aleatoria (las fluctuaciones casuales en las frecuencias génicas) son los dos procesos fundamentales que influyen en la composición genética de las poblaciones; las mutaciones, las migraciones y la elección de la pareja también influyen.

Flujo genético

El flujo genético (también conocido como migración) es la transferencia de genes de una población a otra.

Cromosomas en la especie humana

El número diploide normal de cromosomas en la especie humana es 46: 44 autosomas y 2 cromosomas sexuales, XX en las mujeres y XY en los varones.

Es posible determinar el número, el tamaño y la forma de los cromosomas de una célula somática de un organismo determinado. El ordenamiento sistematizado de los cromosomas de un organismo determinado constituye su cariotipo

Deriva genética

La deriva genética o deriva génica es una fuerza evolutiva que actúa junto con la selección natural cambiando las características de las especies en el tiempo

Mutación

En genética y biología, una mutación es una alteración o cambio en la información genética (genotipo) de un ser vivo y que, por lo tanto, va a producir un cambio de características, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede transmitir o heredar a la descendencia. La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN. En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células reproductivas.

GENETICA MENDELIANA.

Gregor Johann Mendel (20 de julio de 1822^[1] - 6 de enero de 1884) fue un monje y naturalista, nacido en Heinzendorf, Austria (actual Hynčice, distrito Nový Jičín, República Checa), que describió las leyes que rigen la herencia genética, por medio de los trabajos que llevó a cabo con diferentes variedades de la planta del guisante(Pisum sativum). Su trabajo no fue valorado cuando lo publicó en el año 1866. Hugo de Vries, botánico holandés, junto a Carl Correns y Erich von Tschermak redescubren las leyes de Mendel por separado en el año 1900.

Leyes de Mendel

(1865)

Primera ley, o ley de formidad de la primera generación filial: El tipo hereditario de la prole no es intermedio entre los tipos de los padres, sino que en él predomina el de uno u otro. Si se cruzan dos variedades bien definidas de una misma especie, el descendiente híbrido mostrará las características distintivas de uno de los progenitores (característica dominante).

Segunda ley, o de la segregación (o disyunción) de los genes antagónicos: La característica del otro progenitor (característica recesiva) es latente y se manifestará en la siguiente generación resultante de cruzar a los híbridos entre sí. Tres cuartos muestran la característica dominante y un cuarto la característica recesiva.

Tercera ley, o ley de la combinación de los genes (transmisión independiente de los genes): Cada una de las características puras de cada variedad (color, rugosidad de la piel, etc.) se transmiten a la siguiente generación de forma independiente entre sí, siguiendo las dos primeras leyes

Selección natural

La selección natural es un mecanismo esencial de evolución propuesto por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace y generalmente aceptado por la comunidad científica como el principal mecanismo de la formación de especies (especiación), su adaptación al medio y su transformación.

El concepto clásico de la selección natural se basa en que las condiciones de un medio ambiente (o "naturaleza") determinan (o seleccionan) la eficacia de ciertas particularidades en algunos organismos para su supervivencia y reproducción. El mecanismo propuesto por Darwin parte de dos premisas. La primera es que entre los descendientes de un organismo hay una variación aleatoria, no determinista, que es en parte heredable. La segunda premisa es que esta variabilidad puede dar lugar a diferencias de supervivencia y de éxito reproductor, haciendo que algunas características de nueva aparición se puedan extender en la población. La acumulación de estos cambios a lo largo de las generaciones produce los fenómenos evolutivos.

La selección natural puede ser expresada como la siguiente ley general (tomada de la conclusión de El origen de las especies):

Si existen organismos que se reproducen, y

Si la cría hereda características de sus progenitores, y

Si existen variaciones de características y

Si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento

Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (determinadas por el medio ambiente) morirán y

Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán.

El resultado de la repetición de este esquema a lo largo del tiempo es la evolución de las especies.

En la moderna Teoría Sintética de la evolución, la selección natural no es la única causa de evolución, aunque sí la que tiene un papel más destacado. El concepto de selección natural se define ahora de un modo más preciso: como la reproducción diferencial de los genotipos en una población. Desde el momento en que existen diferencias en éxito reproductivo de las distintas variantes genéticas, existe selección natural. Por ejemplo: si los individuos más verdosos en una población de insectos-hoja aportan unos tres descendientes a la siguiente generación, y los indidivuos marrones aportan como media 1,5 descendientes, está habiendo selección a favor de los verdes. Las diferencias en éxito reproductivo pueden ocurrir por diversas causas (diferente fertilidad, riesgo de muerte por depredadores, atractivo sexual, capacidad para explotar los recursos alimenticios, etc.) Generalmente, existe una correlación entre la eficacia reproductiva de los portadores de un genotipo y la adaptación al medio que éste les otorga. Por tanto, los rasgos que confieren ventajas adaptativas comúnmente son seleccionados a favor y propagados en las poblaciones (En algunos casos, un genotipo podría otorgar éxito reproductivo sin aportar mayor adaptación al medio, y sería seleccionado igualmente).

La teoría de la selección natural aportó por primera vez una explicación científica satisfactoria para múltiples enigmas científicos del mundo biológico, especialmente el de la "apariencia de diseño" que existe en los seres vivos. Permitió, por tanto, que la Biología pudiera prescindir de los elementos divinos y sobrenaturales y se convirtiera así en una auténtica ciencia.

Hoy en día, la evolución por selección natural se estudia en diversos tipos de organismos, mediante experimentos de laboratorio y de campo, y se desarrollan métodos para averiguar qué genes han estado recientemente sometidos a la acción de la selección natural y con qué intensidad.