ADAPTACIÓN: Proceso evolutivo de los organismos para resolver los
problemas que les pone el medio ambiente, es conveniente mencionar que las
adaptaciones pueden ocurrir a niveles morfológicos, fisiológicos y del
comportamiento. Una adaptación es una característica heredada que hace que un
organismo esté capacitado para sobrevivir en cierto ambiente, se dice que una
especie tiene ventaja en la adaptación cuando está mejor adaptada que otra en un ambiente.
Adaptación Morfológica: Son características estructurales que hacen
a un organismo mejor capacitado para vivir en un ambiente dado. Algunas
adaptaciones morfológicas están relacionadas con la búsqueda de alimento,
ejemplo de esto son las células urticantes de las aguavivas, las lenguas
pegajosas de los comedores de insectos y los pulgares opuestos de los pandas,
los huesos huecos de las aves (adaptación para el vuelo) y las partes
especializadas de la flor en ciertas plantas (adaptaciones que son especificas
para la polinización por insectos o por el viento), la forma hidrodinámica de
los peces, el poco peso de las aves adaptadas al vuelo y el mimetismo.
Adaptación Fisiológica: -Son adaptaciones que comprenden procesos metabólicos
de un organismo.
– En la que los organismos
alteran la fisiología de sus cuerpos, órganos o tejidos para resolver alguna
problema que se les presenta en el ambiente, tal es el caso de las jirafas, con
vasos sanguíneos modificados que funcionan como válvulas que sirven para
controlar el flujo sanguíneo; sin estas válvulas la presión de la sangre
reventaría los vasos y capilares del cerebro del animal. La producción de
ciertas enzimas para la digestión y sustancias químicas de la sangre como
hemoglobina para el transporte de Oxígeno, la liberación de sustancias químicas
por el ovulo que atrae solamente espermatozoides de posibles parejas es una
adaptación fisiológica para la reproducción, el mimetismo o camuflaje al que
recurren algunos organismos como las mantis, las cebras, las mariposas, las
mantarrayas, los peces arrecifales, entre otros muchos, tienen como fin escapar
de sus depredadores, otro ejemplo es el tactismo en animales inferiores y que
son movimientos de respuesta con desplazamiento de lugar: los insectos son
atraídos por la luz, un ejemplo adicional es el tropismo detectable en plantas
y animales simples. Es en esencia, el movimiento que presentan estos organismos
para orientarse hacia el sol o hacia el centro de la tierra. El más común es el
caso de los girasoles que mueven sus inflorescencias hacia el sol y siguen su
trayectoria desde el oriente a poniente.
Adaptaciones de comportamiento: Están bien representadas por las actitudes de agresión y por la cópula que
tienen los animales, la migración es otra adaptación más que utilizan algunos
organismos para buscar ambientes más propicios y sobrevivir.
La teoría evolucionista de
Darwin señala que el mundo no es
estático, sino que evoluciona en un proceso gradual y continuo, por lo cual los
organismos semejantes actuales están emparentados con un ancestro común.
Darwin llamo Selección natural (supervivencia del más
apto) al proceso de supervivencia de aquellos organismos mejor adaptados al
ambiente.
La selección natural es el resultado de las presiones del medio
ambiente sobre los organismos de tal forma que solo los individuos más aptos
son capaces de mantenerse; así en cada generación se conservan los individuos
mejor adaptados a las condiciones ambientales, que tienen la capacidad de
trasmitir esta información a sus descendientes, por lo que con el paso del
tiempo presentan ciertos cambios que les permiten ser cada vez más resistentes,
es decir, han adquirido la capacidad de aprovechar mejor las riquezas de su
medio ambiente, y están adaptados a las condiciones de éste.
El proceso de la selección natural puede generarse si los distintos
genotipos (AA,Aa o aa), tienen diferentes mecanismos de eficiencia para dejar
vástagos, es decir, no es más que la sobrevivencia y reproducción diferencial
de los diversos organismos. Los individuos que forman una especie pueden ser
diferentes de muchos modos. Los poseedores de algunos caracteres útiles para la
supervivencia y la reproducción se consideran mejor adaptados. La selección natural
actúa a favor de ellos en relación con los demás cuando existe competencia por
escasez en el suministro de algún factor necesario para la vida, como alimento,
pareja o territorio en qué vivir.
La evolución del cuello largo
de la jirafa se puede explicar por selección natural. En el grupo, algunas
jirafas tienen el cuello más largo que las otras. Estas jirafas con cuello
largo pueden alimentarse de hojas que las de cuello corto no pueden alcanzar.
Las jirafas de cuello largo tienen más probabilidades de sobrevivir y
reproducirse que las de cuello corto, y de este modo pasar las características
de cuello largo a su progenie.
La reproducción diferenciada
indica que los mejores organismos adaptados dejan a más descendientes en
promedio.
Darwin describió e introdujo
el término selección natural, para explicar el cambio de los seres vivos. Su
teoría en resumen dice lo siguiente todas las especies tienden a aumentar en
razón geométrica, pero en cada generación el número de individuos permanece casi
constante, así es como en los organismos se da una lucha por el espacio y por
los alimentos.
Especie: Conjunto de organismos con las mismas características,
capaces de intercambiar material genético, reproducirse y tener descendencia
fértil.
Especiación: A medida que pasan las generaciones, la población
cambia porque algunas características se pasaran y otras no. Existirá una nueva
especie al parecer una población suficientemente diferente de la original. Existen 3 tipos de especiación:
Alopátrica: cuando un grupo de organismos de una especie se separa
físicamente de la población original.
Simpátrica: Mediante la cual un grupo de la especie va
desarrollando tales que, progresivamente, lo desvincula de su especie hasta
formar una nueva.
Radiación adaptativa: En la que varias especies se forman a partir
de un ancestro común.
Genética de poblaciones: Nos explica los patrones adaptativos del
proceso evolutivo y nos es útil para entender la ecología de los organismos en
el mejoramiento de las especies, epidemiología de enfermedades hereditarias,
producción de nuevas variedades y especies en peligro de extinción.
Equilibrio genético o deriva
genética: es una fuerza evolutiva que actúa
junto con la selección natural
cambiando las características de las especies en el tiempo. La deriva genética tiende a formar
una población homocigótica, es decir tiende a eliminar
los genotipos heterocigóticos. Además, ya que en cada población pueden ser distintos los
alelos que se pierden y se fijan, la deriva hace que dos o más poblaciones de
la misma especie tiendan a diferenciarse genéticamente.
La frecuencia de un gen puede cambiar de una generación a otra gracias a lo que se llaman errores de muestreo, ya que de todos los genes de la población sólo una pequeñísima fracción pasará a la siguiente.
El error de muestreo se produce cuando los gametos se unen para producir la progenie. Muchos
organismos producen un número grande de gametos pero, cuando el tamaño de la
población es pequeño, un número limitado de gametos se une para producir los
individuos de la generación siguiente. El azar influye en que alelos están presentes en esta muestra limitada y, de
esta manera, el error de muestreo puede conducir a la deriva genética o cambios
en las frecuencias alélicas.
Dado que las desviaciones de las proporciones esperadas son aleatorias la
dirección del cambio es imprevisible. No obstante, podemos predecir la magnitud
de los cambios.
La deriva genética se genera por que las poblaciones
naturalmente son limitadas. Mientras más pequeñas, más importante es la deriva
pues al ser muy pequeñas provocan errores de muestreo: algunos individuos
tienen más hijos que otros, sin que esto se deba a la selección natural. Entre
más chica sea la población, más violentos serán los errores y con mayor
frecuencia cambian las frecuencias alélicas. La deriva tiene entonces 2 efectos: a) Cambio en las frecuencias
alélicas al azar y b) eventualmente, que se fijen algunos alelos, esto es, que
se pierda el gen A o el a.
La importancia de la deriva genética está en que
porción de la población se reproduce y no en quienes la forman (a esto le
llamamos tamaño efectivo de la población).
En genética la frecuencia alélica o frecuencia
génica es la proporción que se observa de un alelo específico respecto al conjunto de los que pueden
ocupar un locus determinado en la población. Si las
frecuencias permanecen constantes de una generación a la siguiente, la
población no está experimentando cambio evolutivo, y se dice que está en
equilibrio génico. Sin embargo, los cambios en las frecuencias alélicas en
generaciones sucesivas implican que ha ocurrido evolución.
Un alelo
es una de las formas variantes de un gen en un locus o de un marcador particular en un cromosoma. Diferentes alelos de un gen
producen variaciones en las características hereditarias tales como el color
del cabello o el tipo de sangre.
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
Un locus (del
latín locus, lugar; plural loci) es una posición fija sobre un cromosoma, como la posición de un gen o de un biomarcador (marcador genético).
Una variante de la secuencia de ADN en un determinado locus se llama alelo.
Fenotipo: literalmente
significa “forma que se muestra” y se puede definir como la apariencia física
de la característica estudiada. Ejemplos: semilla redonda, semilla arrugada;
flor blanca, flor roja; planta alta, planta baja.
Genotipo: Factores hereditarios internos de un organismos,
sus genes y pos extensión de su genoma.
Las leyes de Mendel y la teoría cromosómica
Aunque
la genética es una ciencia joven, desde antiguo se sabe que los hijos heredan
de los padres, e incluso de los abuelos, muchos rasgos físicos y de carácter.
Lo que no se conocía hasta hace poco eran los mecanismos por los que se
producía esta herencia. Los estudios de Mendel en el siglo XIX fueron el inicio
de la genética como ciencia.
Los experimentos de Mendel
G.
J. Mendel,
monje agustino austriaco, fue el primero en realizar una investigación seria
sobre la herencia. Describió el término factor
hereditario, sustituido actualmente por gen (información de un
carácter). Cada organismo dispone de dos factores hereditarios para cada uno de
sus caracteres: el primero heredado de un progenitor y el segundo del otro.
Mendel estudió el color de la semilla del guisante (amarillo y verde), dos caracteres antagónicos o diferentes
para una misma cosa. Cruzó dichas semillas y obtuvo una generación uniforme
denominada filial primera (F1), donde todas las semillas eran iguales. Al
cruzar entre sí estas plantas obtuvo una generación filial segunda (F2), con la
siguiente proporción: 3/4 de individuos de semillas amarillas y 1/4 verde, es
decir, proporción 3:1. Estos experimentos llevaron a Mendel a desarrollar sus
dos primeras leyes. Para la tercera ley realizó experimentos estudiando los
caracteres no antagónicos.
Las leyes de Mendel
1ª ley de Mendel o ley de la
uniformidad de los híbridos de la primera generación:
Al
cruzar dos razas puras, todos los individuos de la primera generación filial
son híbridos e iguales para el carácter estudiado.
2ª ley de Mendel o ley de la
separación de los alelos:
Al
cruzar individuos de la generación F1 observó que en la F2 aparecían los
caracteres en proporción 3:1, postulando que los genes que determinan un
carácter se separan al formarse los gametos y pueden unirse en nuevas
combinaciones en el momento de la fecundación.
En el caso de los guisantes, todos los individuos
de la F1 son heterocigóticos (genotipo Aa) y con semillas de color amarillo
(fenotipo amarillo), ya que el gen A (amarillo) es dominante
3ª ley de Mendel o ley de la
herencia independiente de los caracteres
Una vez estudiado cómo se
heredan los caracteres antagónicos, Mendel se planteó estudiar los caracteres no antagónicos, por ejemplo, la forma
y el color de la semilla (dihibridismo). Para observarlo, realizó cruzamientos
entre dos razas puras, amarilla lisa y verde rugosa, y observó la generación F1
y la generación F2, ésta última con una proporción fenotípica 9:3:3:1. Mendel
dedujo que cada factor hereditario (gen) no antagónico se hereda
independientemente de los demás, agrupándose al azar en los descendientes.
Para facilitar el análisis de las cruzas hechas por Mendel, es común
utilizar el cuadro de Punett,
mediante el cual se facilita el trabajo de las posibles combinaciones entre los
genes. En este cuadro, los gametos del
progenitor masculino se ubican en la parte de arriba y los del femenino en la parte vertical izquierda. En el interior de
cada compartimiento del cuadro se simboliza a los cigotos resultantes de la
cruza entre ambos progenitores. Para representar cada uno de los caracteres de
un organismo se utilizan letras
mayúsculas (para los caracteres dominantes) y minúsculas (para los caracteres recesivos). Es común emplear la
primera letra para simbolizar cualquier característica, sea dominante y
recesiva. Así por ejemplo, se emplea la A para el carácter dominante alto y a
para el recesivo enano. También puede emplearse otro tipo de letras o iniciales,
pero siempre serán mayúsculas para los dominantes y minúsculas para los
recesivos.
LA
|
La
|
lA
|
la
|
|
LA
|
LLAA
|
LLAa
|
LlAA
|
LlAa
|
La
|
LLAa
|
LLaa
|
LlAa
|
Llaa
|
lA
|
LlAA
|
LlAa
|
llAA
|
llAa
|
la
|
LlAa
|
Llaa
|
llAa
|
llaa
|
F1 F2
A
|
A
|
|
a
|
Aa
|
Aa
|
a
|
Aa
|
Aa
|
A
|
a
|
|
A
|
AA
|
Aa
|
a
|
Aa
|
aa
|
100% Heterocigotos 3:1
dominantes
La
teoría cromosómica de la herencia Proporción 9:3:3:1
Confirmación de las leyes de
Mendel
Los trabajos de Mendel, aunque
fueron publicados, permanecieron ignorados durante mucho tiempo. En 1900, el
holandés De Vries, el alemán Correns y el austríaco Tschermak, por separado, y sin conocer
los trabajos de Mendel, llegaron a las mismas conclusiones que él. Al descubrir
las publicaciones previas de Mendel reconocieron su prioridad y publicaron sus
conclusiones como meras confirmaciones.
Los
genes y los cromosomas:
Teoría
cromosómica de la herencia, de Sutton y Boveri. También por
separado, propusieron que los factores hereditarios (genes) se encontraban en
los cromosomas. Al igual que para un carácter, el número de cromosomas también
es doble, cada uno heredado de un progenitor (cromosomas homólogos). Durante la
meiosis se separan y cada uno va a un gameto, tal y como lo propuso Mendel.
Esta teoría enlazaba la citología con la genética. Se observó que existían
cromosomas homólogos, parejas de cromosomas idénticos o autosomas, y una pareja de cromosomas distintos denominados
heterocromosomas o cromosomas sexuales
(X e Y).
Los
genes ligados:
en 1911, T. H. Morgan propuso
que los genes estaban en los cromosomas, y que, por lo tanto, los genes que se
encontraban en el mismo cromosoma tienden a heredarse juntos, proponiendo para
ellos el término «genes ligados». Según Morgan, los genes están en los
cromosomas, su disposición es lineal, uno detrás de otro, y mediante el
entrecruzamiento de las cromátidas homólogas se produce la recombinación
genética.
La Mutación: es una fuerza muy importante para
entender el proceso adaptativo: todas las novedades y toda la variación
genética se origina a partir de ella. Es la fuente primaria del material de la
evolución.
La Mutación: Es una variación en la
información genética, esto implica un cambio brusco en la herencia biológica
trasmitida de un individuo a otro. Aun cuando una mutación no es muy frecuente,
si resulta permanente, es decir, se trasmite de una generación a otra. Esta
variación en la información genética implica cambios en el individuo.
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