La moderna síntesis de la teoría de la Evolución surge a principios del siglo XX a partir de los caracteres heredables con el el impulso de la Genética. De esta forma se define la evolución como los cambios en los alelos de una población. Los factores que influyen de una generación a la siguientes son procesos microevolutivos. Cuandos estos procesos microevolutivos se acumulan, los cambios evolutivos ya son perceptibles en una población y hablaríamos entonces de macroevolución.
De manera independiente, los investigadores Godfrey Hardy y Wilhelm Weinberg analizaron matemáticamente la relación entre proporciones de alelos y proporciones de genotipos. El modelo simple considera un gen con dos alelos, y en la población se deben cumplir los siguientes condicionantes: ser de tamaño suficiente, no existir ningún tipo de migración, no debe haber mutaciones, el apareamiento debe ser aleatorio, y ausencia de selección natural.
La Ley de Hardy-Weinberg establece que en una población con las características anteriores, las frecuencias génicas y genotípicas se mantienen constantes de una generación a otra, una vez que se ha alcanzado un estado de equilibrio.
Mediante un modelo realizaremos una simulación en un estanque de peces. La aplicación contiene herramientas para realizar experimentos virtuales sobre la teoría de Hardy-Weinberg (población pequeña, selección, mutación, migración y apareamiento no aleatorio).
Introducción
- Lectura: UVIGEN. Ley de Hardy-Winberg
Guión de la práctica
En este modelo se pueden ajustar varios parámetros. En el estanque hay peces moviéndose de distintas coloraciones y edades. Los distintos genotipos están relacionados con la coloración. Se pueden ajustar todos los parámetros, empezando por el tamaño de la población.
Otro parámetros modificables son los de demografía, como la relación de sexos, proporción de alelos (R y r), tasa de mortalidad, o tamaño de las crías; y los parámetros evolutivos como migración, mutación, relación de genotipos y emaprejamiento.
Entramos en la siguiente dirección web:
Si queremos consultar teoría, tutorial o créditos entraremos en la siguiente dirección (en inglés):
El espacio visual está dividido en dos partes. En la zona derecha se puede ver el estanque de peces. En la izquierda aparece un cuadro, que está dividido, a su vez, en tres zonas horizontales.
En la zona superior, Demografía (Demographics), tenemos como parámetros modificables:
- Tamaño de población inicial (Initial Size)
- Tasa de mortalidad (Mortality Rate)
- Capacidad de transporte (Carrying Capacity)
- Tamaño de la población de crías (Brood Size)
- Ratio hembras/machos (Sex Ratio Female-Male)
- Propoción inicial del alelo R (Initial 'R' Allele Prop.)
En la zona central, Parámetros evolutivos, tenemos otros ocho parámetros que podemos modificar:
- Migración (Migration): Tasa de migración (Migration Rate) y Migración del alelo R (Migrant 'R' Allele Prop.)
- Tasa de mutación (Mutation Rate): R a r (R to r) y r to R (r to R)
- Relación de genotipos (Genotype Relative Fitness): rr, Rr, y RR
- Emparejamiento selectivo (Assortative Mating): Esfuerzo de emparejamiento (Strength of Assortment)
En la parte inferior, a la izquierda vemos mandar de lanzar la aplicación, adelantarla, atrasarla y la velocidad que queremos elegir. En la parte derecha aparece la obtención de dato (To Data).
Los datos nos dan las características de la población, el tamaño de la población en el tiempo, la proporción de alelos por generaciones, y la proporción de genotipos.
De los datos se puede volver a atrás (To Design).
Ponemos los datos iniciales de la población, corremos el modelo, modificando los parámetros o no, y comprobamos los resultados, tanto en las gráficas, como en los resultados numéricos.
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. ¿De qué forma influye la alteración de las condiciones previas para el cumplimiento de la Ley de Hardy-Weinberg? Compruébalo en el experimento virtual.
4. Se buscan peces de vivos colores para la acuarofilia. ¿Cómo se puede utilizar lo visto en el experimento virtual en la selección y cría de peces de vivos colores?
Biología Evolutiva
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