Fundamentos de Genética de Poblaciones: Variabilidad, Equilibrio y Evolución
Conceptos Básicos de la Genética de Poblaciones
¿Qué es la Genética de Poblaciones?
La genética de poblaciones estudia cómo varía una característica a través del tiempo y el espacio en un grupo de individuos.
¿Qué es la Variabilidad Genética?
La variabilidad genética es la base de toda la evolución. La magnitud de la variación genética dentro de una población afecta su potencial para adaptarse al cambio ambiental.
Definiciones Clave en Genética de Poblaciones
- Población: Comunidad de individuos que se reproducen sexualmente entre sí o son capaces de hacerlo.
- Población Mendeliana: Comunidad reproductiva de individuos sexuales y de fecundación cruzada que comparten un reservorio común de genes.
- Población Panmíctica: Población donde el apareamiento es al azar. Cada miembro tiene la misma posibilidad de aparearse con cualquier otro miembro, incluso consigo mismo.
- Dotación Genética o Pool de Genes: Suma de todos los genes presentes en las gametas producidas por los individuos de una población mendeliana. Cada gen tiene una frecuencia específica que se transmite de generación en generación.
Influencia de la Segregación y Combinación de Alelos en el Conjunto Génico
Si una población es grande (1), apareada al azar (2) y no afectada por mutación, migración o selección natural (3), se cumplen las siguientes condiciones:
- Las frecuencias genotípicas se estabilizan después de una generación.
- La distribución de genotipos para un locus autosómico con dos alelos está dada por el desarrollo del cuadrado de las frecuencias génicas.
Ley de Hardy-Weinberg: Implicaciones y Consecuencias
Consecuencias de la Ley de Hardy-Weinberg
Una población no puede evolucionar si no hay cambios en las frecuencias alélicas. Se requieren otros procesos (mutación, selección, migración, azar) para que las poblaciones evolucionen.
Implicaciones de la Ley de Hardy-Weinberg
- La frecuencia relativa de gametas que llevan un alelo determinado es constante en la población generación tras generación.
- La frecuencia relativa de cigotos homocigotos y heterocigotos también será constante generación tras generación.
- Dado que ni las frecuencias génicas ni las genotípicas cambian, la población está en equilibrio.
Apareamiento no Aleatorio y sus Efectos
El apareamiento no aleatorio afecta la manera en la cual los alelos se combinan para formar los genotipos y altera las frecuencias genotípicas de una población.
Endogamia
La endogamia es el apareamiento preferencial entre individuos relacionados. Causa una desviación de las frecuencias de equilibrio de Hardy-Weinberg y conduce a un aumento en la proporción de homocigotos y a una disminución en la proporción de heterocigotos.
Fuerzas que Modifican las Frecuencias Alélicas
- Mutación: Toda evolución depende de procesos que generen variación genética. Todas las variantes genéticas se originan por mutación.
- Migración: El ingreso de genes provenientes de otras poblaciones puede provocar cambios en las frecuencias alélicas.
- Selección Natural: Proceso por el cual los individuos con rasgos adaptativos producen una mayor descendencia que otros en la población.
- Tamaño de la Población: Los apareamientos aleatorios ocurren en una población infinitamente grande. Cuanto más pequeña es la muestra de gametos, mayor es la probabilidad de que su composición se desvíe del conjunto génico completo.
Error de Muestreo y Deriva Genética
Cuando el tamaño de la población es pequeño, un número limitado de gametos se unen para producir la siguiente generación. El azar influye en cuántos alelos están presentes en una muestra limitada, y este error de muestreo puede conducir a la deriva genética, es decir, cambios en la frecuencia alélica.
Consecuencias de la Deriva Genética
- Cambio en las frecuencias alélicas de una población.
- Pérdida de la variación genética a través de la fijación de alelos.
- Divergencia genética entre las poblaciones.
Estos resultados ocurren simultáneamente y son consecuencia del error de muestreo.
Selección Natural y Aptitud
Aptitud (W): Se define como el éxito reproductivo relativo de un genotipo en comparación con los éxitos reproductivos de otros genotipos en la población.
Consecuencias de la Selección Natural
- La selección natural cambia las frecuencias alélicas.
- La dirección y la magnitud del cambio dependen de la intensidad de la selección.
- La selección direccional favorece un alelo sobre otro y conduce a la fijación del alelo favorable.
Interacción entre Mutación y Selección Natural
La mutación tiende a aumentar la frecuencia de los alelos perjudiciales, mientras que la selección natural tiende a disminuir su frecuencia, lo que eventualmente produce un equilibrio.