Efectos genéticos aleatorios. Experimento virtual


Aves volando

La deriva genética es un mecanismo de la evolución de las poblaciones, junto con la selección natural, ya que modifica las frecuencias de los alelos en el tiempo. Tiende a formar poblaciones homocigóticas eliminando genotipos heterocigóticos. Las frecuencias de los alelos en poblaciones diferentes terminan divergiendo, volviendo fijas en cada población para un alelo.

En poblaciones grandes, con muchos individuos, las diferencias de las frecuencias de los alelos de una generación a otra son pequeñas. El tamaño efectivo o eficaz de una población es el tamaño a partir del cual la descendencia está garantizada, para ello tiene que haber un equilibrio de individuos masculinos e individuos femeninos. Hay que tener en cuenta que sólo los reproductores transmiten sus genes.

La reducción de una población provoca la deriva genética. Puede deberse a distintas causas: reducción de los recursos, como alimento, territorio, etc.; efecto fundador, la población se ha creado con pocos individuos; o cuello de botella, la población ha sufrido una grave reducción de sus individuos.

Existen muchos ejemplos comprobados, tanto en laboratorio, como en campo. En laboratorio, son clásicos los experimentos de Peter Buri con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). En campo, se ha comprobado con poblaciones de elefante marino del norte en el siglo XIX, la diversificación de poblaciones aisladas de gaviota argéntea, y la tortuga Testudo hermanni.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Deriva genética


Guión de la práctica

En el modelo que usaremos hay un continente y dos islas. Inicialmente, solo el continente está poblado de individuos (círculos) que muestran diferentes fenotipos (color). Puede ser cualquier especie. El color está determinado por un gen con dominancia incompleta, para la cual hay tres alelos (amarillo, azul y rojo). El heterocigoto es la mezcla de los dos alelos (por ejemplo, un heterocigoto amarillo con rojo aparece naranja). El color depende de más de un gen. A lo largo del tiempo, los individuos que forman la población se reproducen y mueren al azar y la población cambia.

Entramos en la siguiente dirección web:


El espacio visual del modelo está dividido en cuatro partes. En la zona superior, un cursor ajusta la velocidad de la simulación.

En la parte izquierda central tenemos los siguientes controles:

- Mainland-K: ajusta el tamaño de la población estable del continente

- Stop at Fixation: detiene la simulación si una proporción de alelos del continente llega a 1.0.

- Bottleneck-size (Tamaño del cuello de botella): el número de individuos que sobrevivirá a un evento de cuello de botella.

Debajo de la misma tenemos un gráfico que nos muestra los alelos del continente. En abscisas, la frecuencia de 0 a 1 de los alelos amarillo, azul y rojo; y en ordenadas el tiempo. Haciendo clic en las tres barras horizontales de la parte superior se puede obtener la imagen y descargarla en formatos png, jpg, svg y en documetno pdf.

En la parte derecha tenemos el continente y las dos islas.

En el continente tenemos los siguientes controles:

- N: población.

- Generation. generaciones.


Y en las islas:

- Founding N-1 y N-2: número de individuos fundadores en cada isla.

- Isle 1-K y 2-K: tamaños de población estable de las islas.

- Clear 1 y 2: elimina a todos los individuos de la isla.

Y los botones de ejecución de la simulación:

- Reset: eestablece el modelo a los parámetros iniciales.

- Go: inicia el modelo con la evolución de las poblaciones. Para deternerlo, se vuelve a hacer clic en el botón.


 Preguntas y actividades

1. ¿Qué causas explican los resultados? ¿podría haber variaciones por otros factores?

2. Nombrar o buscar en la bibliografía o Internet otros casos similares que se den en la Naturaleza.

 3. ¿Qué condiciones serían las que forman un cuello de botella? ¿Qué implica esto en la evolución y en la supervivencia de las poblaciones? ¿Cómo afecta al patrimonio genético? Compruébalo en el experimento virtual.

4. Ver el siguiente vídeo:



Biología Evolutiva

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