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Hardy Weinberg Especiación Actualizado: |
Suposiciones del principio de Hardy-Weinberg
El principio de Hardy-Weinberg requiere que haya:
Sin migración
Sin mutación
Sin selección
Gran población
El apareamiento es aleatorio
Utilidad del principio de Hardy-Weinberg
Hardy-Weinberg proporciona una referencia teórica con el que se pueden comparar las poblaciones reales.
Se producen desviaciones de los supuestos: Hardy-Weinberg proporciona un punto de referencia para evaluar las causas y consecuencias de las desviaciones.
deriva Genética: cambios aleatorios en las frecuencias génicas
Deriva genética significa el cambio aleatorio de las frecuencias génicas en una población.
Algunos de estos cambios son «neutros»: cambios en las frecuencias de los alelos cuando los alelos no tienen consecuencias inmediatas para la biología de la población. Ejemplo: los codones sinónimos codifican para los mismos aminoácidos y, por lo tanto, producen exactamente la misma proteína.
Ejemplos de deriva genética
Cuello de botella de la población. Las especies reducidas temporalmente a un número muy bajo pierden diversidad genética. Ejemplos: guepardos low baja población durante el Pleistoceno; elefantes marinos hun cazados hasta casi la extinción durante el siglo XIX.
efecto Fundador. Las poblaciones fundadas por unos pocos individuos tienen frecuencias genéticas inusuales.
Importancia de la deriva genética
El efecto fundador puede iniciar una nueva población con frecuencias genéticas inusuales que se convierten en la base de nuevas adaptaciones.
El cuello de botella causa una diversidad genética reducida.
Para los alelos neutros, la deriva genética ocurre en todas las poblaciones y especies. Como consecuencia, las poblaciones (y especies) separadas acumulan diferencias genéticas.
Flujo genético
Flujo genético significa el movimiento de organismos individuales de una población a otra, o simplemente el movimiento de gametos (por ejemplo, polen).
El flujo génico acerca las frecuencias génicas de las poblaciones adyacentes. El flujo genético tiene el efecto opuesto del efecto fundador: si ocurre, previene la acumulación de diferencias genéticas.
Importancia del flujo génico
Si ocurre, el flujo génico mantiene a las poblaciones adyacentes unidas.
Para que las poblaciones se separen lo suficiente como para ser consideradas especies separadas, deben existir barreras que impidan cualquier flujo genético significativo.
Mutación
las Mutaciones son cambios espontáneos en el material genético. Estos cambios incluyen:
Mutaciones puntuales: cambios en un solo par de bases en el ADN
Mutaciones de cambio de marco: deleción o inserción de un solo par de bases extra (codón=3 bases).
Cambios cromosómicos: duplicación, deleción, inversión, translocación.
Importancia de la mutación
Las mutaciones introducen nuevos alelos. Generalmente, los nuevos alelos deletéreos. Algunos pocos, en un nuevo contexto ambiental, resultan beneficiosos. (Tal vez no de inmediato!)
Algunas mutaciones cromosómicas (por ejemplo, inversión) producen barreras para la reproducción entre una nueva disposición cromosómica y la disposición ancestral.
Apareamiento no aleatorio
El principio de Hardy-Weinberg asume el apareamiento aleatorio: selección de parejas sin tener en cuenta el genotipo.
Apareamiento no aleatorio significa que la selección de la pareja está influenciada por diferencias fenotípicas basadas en diferencias genotípicas subyacentes.
Ejemplo de apareamiento no aleatorio: Selección sexual
En algunas especies, los machos adquieren harenes y monopolizan a las hembras. (Alces, elefantes marinos, caballos, leones, etc.) Comúnmente, los machos de estas especies son mucho más grandes que las hembras.
En algunas especies, las hembras eligen parejas más atractivas. (Pavos reales, Patos, Moscas de la fruta, etc.))
Importancia del apareamiento no aleatorio.
El dimorfismo sexual (diferencias evidentes entre los dos sexos) resulta del apareamiento no aleatorio. El proceso es un caso especial de selección natural conocido como selección sexual.
La selección sexual puede servir como una barrera para la reproducción entre especies muy similares. Ejemplo: rituales de cortejo.
Resumen de excepciones a supuestos H/N.
Deriva genética: cambios aleatorios (efecto fundador, cuello de botella y deriva genética neutra).
Flujo genético movement movimiento de alelos.
Mutación new nuevo material genético.
Apareamiento no aleatorio selection selección sexual, etc.
Selección natural changes cambios adaptativos en el acervo genético.
Hardy-Weinberg ayuda a identificar procesos poblacionales naturales.
Cada tipo de salida produce desviaciones características de las predicciones de Hardy-Weinberg.
Ejemplo: la selección produce cambios en las frecuencias genéticas esperadas entre los recién nacidos y los sobrevivientes adultos.
Hardy-Weinberg es la «hipótesis nula» estadística utilizada para probar datos genéticos de poblaciones.
Evolución, selección natural, deriva genética
La evolución es: cambios en las frecuencias genéticas de una población a lo largo de varias generaciones.
La selección natural es un proceso: que ocurre si una población tiene variación, diferencias de aptitud, herencia.
La deriva genética es: cambios aleatorios en la frecuencia de los genes de una generación a la siguiente.
la Evolución puede ser el resultado de….
Selección natural, si el entorno cambia. La selección natural es responsable de la evolución adaptativa.
Deriva genética, si se producen cambios aleatorios en las frecuencias de los genes. La deriva genética no produce una evolución adaptativa. Los alelos neutros cambian debido a la deriva genética.
¿Qué es una especie?
Los individuos que pertenecen a la misma especie son «similares» (¿pero qué pasa con el dimorfismo sexual? conspicuas diferencias fenotípicas?, …)
Una especie biológica se define como una población o grupo de poblaciones cuyos miembros tienen el potencial de cruzarse y producir descendencia fértil.
Especie: unidas por un conjunto genético común
Las mulas son individuos robustos producidos por un cruce entre individuos de dos especies diferentes: Caballo x Burro. Pero las mulas son estériles hence por lo tanto, las dos especies permanecen separadas a pesar del cruzamiento.
La pradera oriental y occidental se ven casi iguales, pero la canción de cortejo es muy diferente: no se cruzan.
Una especie es…
Grupo de individuos que se cruzaron y, por lo tanto, representan un acervo genético común.
Si existen barreras reproductivas que impiden (permanentemente) que dos poblaciones se crucen, pertenecen a especies separadas.
Un apartado sobre la ortografía
El singular de la especie es….
Especie
El plural de especie es…
Especies
Las especies similares se agrupan en un género (singular). El plural es géneros: dos o más géneros.
Especiación: división de una especie en dos o más especies.
Se han descubierto una variedad de mecanismos que pueden causar especiación: la división de una especie (ancestral) en dos o más especies (descendiente).
La clave es el aislamiento reproductivo. Los mecanismos introducen barreras a la reproducción. Las barreras pueden aumentarse por selección o eliminarse por mestizaje. El tiempo dirá cuál.
Importancia de las barreras reproductivas
La importancia de las barreras reproductivas es que mantienen el aislamiento genético entre dos poblaciones. Si tales barreras son completas, las poblaciones representan especies distintas.
Las barreras pueden surgir por una variedad de medios diferentes. Ejemplo: aislamiento geográfico seguido de deriva, mutación o selección hasta que se complete el aislamiento reproductivo.
El proceso de especiación
Se han estudiado muchos mecanismos diferentes.
Dos ejemplos
*la especiación Alopátrica–especiación basado en la separación geográfica, y.
*Poliploidía: especiación basada en un mecanismo cromosómico.
La especiación alopátrica
El aislamiento geográfico es uno de los mecanismos que pueden provocar el aislamiento reproductivo.
Especiación alopátrica significa: especiación que sigue (con el tiempo) después del aislamiento geográfico. La barrera inicial para la reproducción es la separación física. Dado el tiempo suficiente (muchas generaciones), se pueden acumular suficientes diferencias para que la separación sea permanente.
Ejemplo de especiación alopátrica
El pez cabeza azul (Caribe) y el pez arco iris (Pacífico) son muy similares. Su población ancestral común se dividió por el crecimiento del Istmo de Panamá hace unos 5 millones de años.
Desde que se produjo esta separación alopátrica, las dos especies han cambiado de forma independiente.
Un ejemplo ambiguo
La especiación alopátrica es un proceso que puede interrumpirse antes de completarse.
Ejemplo posible: deermice. Hay 4 poblaciones estrechamente relacionadas en el oeste Intermontano. Las 4 son distintas en algunos aspectos, pero se entrecruzan, excepto que dos de las subespecies no se entrecruzan a pesar de que se superponen.
¿Son estas especies o simplemente poblaciones de la misma especie?
Dos de las poblaciones (en Montana/Idaho) se superponen pero no se cruzan. Por lo tanto, deben ser especies diferentes.
Ambos se cruzaron con las otras dos poblaciones, por lo que los genes pueden fluir de uno a otro.
La respuesta: El tiempo lo dirá. Con más divergencia, se producirá la especiación. Con más mestizaje, no ocurrirá.
Especiación: un proceso dinámico
La especiación es un proceso dinámico is se está llevando a cabo en muchos lugares en muchas poblaciones, pero se está invirtiendo en muchos lugares por cruzamiento.
Debemos esperar ver: poblaciones con potencial de divergencia (p. ej. Caracol p238), poblaciones que tienen caballos y burros divergentes), poblaciones que podrían estar en proceso (deermice).
Barreras reproductivas many muchos tipos. (véase p241).
Las barreras para la reproducción pueden impedir cualquier apareamiento: conductuales (cortejo, etc.); hábitat (las poblaciones eligen diferentes hábitats y nunca se encuentran), etc. Tales barreras son barreras precigóticas. Sin fertilización.
Las barreras para la reproducción pueden impedir el éxito reproductivo posterior: esterilidad (los híbridos mueren o son infértiles), etc. Tales barreras son barreras postcigóticas.
Importancia de la poliploidía
La aparición de gametos diploides (raros) puede dar lugar a un individuo poliploide después de la fertilización.
Muchas plantas (por ejemplo, guisantes de Mendel) son hermafroditas.
La poliploidía puede dar lugar a una nueva especie: debido a la incompatibilidad entre el progenitor y la descendencia, la descendencia es distinta.
Poliploidía: medios comunes de especiación en plantas
Un medio común de desarrollar aislamiento genético en plantas se conoce como poliploidía.
A diferencia de la mayoría de los animales, los conjuntos adicionales de cromosomas en muchas plantas no son perjudiciales.
Las plantas a veces (raramente) producen gametos con un conjunto diploide de cromosomas. Si se fertiliza, el resultado es una planta poliploide.
Vocabulario de «ploidía».
Haploide half medio juego de cromosomas
Diploide set doble juego de cromosomas (la norma en los organismos sexuales típicos)
Triploide 3 3 juegos de cromosomas (generalmente estériles, porque el emparejamiento de cromosomas durante la meiosis es imposible).
Tetraploide: 4 juegos de cromosomas. (Meiosis ESTÁ bien para cualquier ploidía de número par.)
Trigo: un caso de poliploidía y especiación.
El trigo moderno es el resultado de dos hibridaciones sucesivas (véase la figura 15.6).
Hibridación 1: Trigo Einkorn con un trigo silvestre. El trigo Einkorn y el trigo silvestre tenían 14 cromosomas cada uno. El híbrido (eventualmente) tenía 28 cromosomas: poliploidía.
La segunda hibridación llevó el número de cromosomas a 42 en el trigo moderno
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