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Reexamine la fórmula general para el cambio de frecuencia alélica (ver Recuadro 24-6):

¿En qué condiciones se detendrá el proceso? ¿Cuándo es Δp = 0? Dos respuestas son: cuando p = 0 o cuando q = 0 (es decir,cuando el alelo A o el alelo a, respectivamente,han sido eliminados de la población). Uno de estos eventos eventualmente ocurrirá si A – a es consistentemente positivo o negativo, de modo que Δp es siempre positivo o negativo independientemente del valor de p. La condición para tal selección unidireccional es que la aptitud de los heterocigotos esté en algún lugar entre las características de los dos homocigotos: Los homocigotos IfA/A son más aptos, los alelos A son más aptos que los alelos a tanto en la condición heterocigótica como en la condición homocigótica. A continuación, la aptitud alélica media de una, A, es más grande que la aptitud media de a, a, sin importar las frecuencias de los genotipos. En este caso, A – a es positivo, y A siempre aumenta hasta que alcanza p = 1. Si,por otro lado, a/a son los más aptos, entonces A – a es negativo, anda siempre aumenta hasta que alcanza q = 1.

Pero hay otra posibilidad para Δp = 0, incluso cuando p y q no lo son 0:

que puede ocurrir si el heterocigoto no es intermedio entre los homocigotos, pero tiene una aptitud que es más extrema que cualquiera de los homocigotos. En este caso, la selección dará lugar a una frecuencia alélica intermedia, ˆp (véase el recuadro 24-7).

De hecho, existen dos posibilidades cualitativamente diferentes parapp. Una posibilidad es que ˆp sea un equilibrio estable. No habrá cambio en la frecuencia si la población tiene exactamente este valor de p, pero la frecuencia se alejará del equilibrio (hacia p = 0 o p = 1) si se produce la menor perturbación de la frecuencia. Este caso estable existirá cuando el heterocigoto sea más bajo en fitnesess que cualquiera de los homocigotos; tal condición es un ejemplo de subdominancia. La posibilidad alternativa es el equilibrio astable, o polimorfismo equilibrado, en el que ligeras perturbaciones del valor depp darán lugar a un retorno a ˆp. La condición para este equilibrio es que el heterocigoto sea más infecto que cualquiera de los homocigotos, una condición llamada sobredominancia.

En la naturaleza, la posibilidad de que una frecuencia génica permanezca equilibrada en el borde de un equilibrio inestable es insignificante, por lo que no debemos esperar encontrar polimorfismos naturales en los que los heterocigotos son menos aptos que los homocigotos. En el contraste, la observación de un polimorfismo de larga duración en la naturaleza podría tomarse como evidencia de un heterocigoto superior.

Desafortunadamente, la vida confunde la teoría. El locus Rh (grupo sanguíneo rhesus) en humanos tiene un polimorfismo generalizado con alelos Rh+ y Rh−. En los europeos, la frecuencia del alelo Rh es de aproximadamente 0.4, mientras que en los africanos es de aproximadamente 0,2. Por lo tanto, este polimorfismo humano debe ser muy antiguo, antedatar el origen de las razas geográficas modernas. Pero este polimorfismo causa una incompatibilidad materno-fetal cuando la madre anRH (homocigota Rh−/Rh−) produce un feto RH + (heterocigota Rh – / Rh+). Esta incompatibilidad resulta en anemia hemolítica (por destrucción de glóbulos rojos) y la muerte del feto en una proporción moderada de casos si la madre ha sido sensibilizada previamente por un embarazo anterior con un feto incompatible. Por lo tanto, hay selección contra heterocigotos, aunque es dependiente de la frecuencia, ya que ocurre solo cuando la madre es homocigótica, recesiva. Este polimorfismo es inestable y debería haber desaparecido de la especie, pero existe en la mayoría de las poblaciones humanas. Se han propuesto muchas hipótesis para explicar su aparente estabilidad, pero el misterio permanece.

Por el contrario, no se puede demostrar ninguna diferencia de aptitud física para muchos polimorfismos de grupos sanguíneos (y para el polimorfismo ubicuo de enzimas reveladas porelectroforesis). Se ha sugerido que tales polimorfismos no son de selección insuficiente en absoluto, sino que

Esta situación de neutralidad selectiva también satisfaría el requisito de queA =a, pero, en lugar de un equilibrio estable, da lugar a un equilibrio pasivo (neutro) tal que cualquier frecuencia alélica p es tan buena como cualquier otra. Estas hojas desunían el problema de cómo las poblaciones se volvieron altamente polimórficas en primer lugar. El mejor caso de sobredominancia para la aptitud física en un solo lugar sigue siendo el de la anemia de células gruesas, donde los dos homocigotos están en desventaja en relación con elheterocigoto por razones muy diferentes.

Los casos mejor estudiados de polimorfismo equilibrado en la naturaleza y en el laboratorio son los polimorfismos de inversión en varias especies de Drosophila.La Figura 24-11 muestra el curso del cambio de frecuencia para el ST de inversión (Estándar) en competencia con el tipo alterno cromosómico CH (Chiricahua) en una población de laboratorio de D. pseudoobscura. Las inversiones ST y CH forman parte de un polimorfismo cromosómico en poblaciones naturales de esta especie. Los ajustes estimados para los tres genotipos en el laboratorio son

Aplicando la fórmula para el valor de equilibrio ˆp, obtenemos ˆp = 0.85, lo que concuerda bastante bien con las observaciones de la Figura 24-11.

Otra causa de equilibrio genético en las poblaciones es el equilibrio entre la introducción de nuevos alelos por mutación repetida y su eliminación por selección natural. Este equilibrio es probablemente la causa de muchos polimorfismos de bajo nivel de enfermedades genéticas en poblaciones humanas. Nuevas mutaciones perjudiciales se producen constantemente de forma espontánea o como resultado de la acción de mutágenos. Estas mutaciones pueden ser completamente recesivas o parcialmente dominantes. La selección los elimina de la población, pero habrá un equilibrio entre su apariencia y su movimiento.

La expresión general para este equilibrio es que la frecuencia del alelo nocivo en equilibrio depende de la relación de la tasa de mutación, μ, a la intensidad de selección, s, contra el genotipo nocivo. Para un alelo deletéreo completamente recesivo cuya aptitud en estado homocigoto es 1 − s, la frecuencia de equilibrio es

Estos resultados se muestran en detalle en el recuadro 24-8. Así, por ejemplo, una mutación letal recesiva (s = 1) a razón de µ = 10-6 tendrá una frecuencia de equilibrio de 10-3.De hecho, si supiéramos que un gen es letal recesivo y no tiene efectos heterocigotos, podríamos estimar su tasa de mutación como el cuadrado de la frecuencia alélica.Pero la base para tales cálculos debe ser firme. La anemia de células falciformes se pensó en ocasiones como letal recesiva sin efectos heterocigotos, lo que llevó a una tasa de mutación estimada en África de 0,1 para este locus.

Se puede obtener un resultado similar para un gen deletéreo con algún efecto inhalocigoto. Si dejamos que los ajustes sean WA/A = 1.0, WA/a = 1-hs, y Wa/a = 1-s para un gen parcialmente dominante, donde h es el grado de dominancia del alelo deletéreo, entonces un cálculo similar nos da

Por lo tanto,si μ = 10-6 y el letal no es totalmente recesivo, pero tiene un efecto perjudicial 5 por ciento en heterocigotos (s = 1.0, h = 0.05), entonces

que es más pequeño en dos órdenes de magnitud que la frecuencia de equilibrio para el caso puramente recesivo. En general, entonces, podemos esperar que los genes deletéreos y completamente recesivos tengan frecuencias mucho más altas que las de los genes parcialmente dominantes.