Genética y Evolución: una aproximación cotidiana
Genética y Evolución: una aproximación cotidiana
Los seres vivos llevamos dentro un microchip con un plan secreto
En este primer vídeo vengo contarte que dentro de ti llevas un microchip con un plan oculto.
Es un suceso sorprendente del que ninguno somos conscientes y que vamos a explicar
en estas lecciones. Porque vamos a intentar aprender a mirarnos con otros ojos.
Los responsables de que exista ese microchip con un plan oculto son la genética y la evolución,
precisamente los temas que analizaremos en estas lecciones.
Es probable que pienses y sientas que eres libre de hacer lo que quieras; tienes la sensación de ser ese o esa que pone en el DNI.
Te identificas como estudiante, arquitecto, abogado, tenista, normal y corriente, que trabaja entre semana y sale a cenar los fines de semana con su pareja y con sus amigos.
Pero no es verdad.
En realidad, eres un envase que lleva dentro un microchip con un plan oculto.
Ese microchip es el ADN,
y su plan secreto es que te reproduzcas antes de desparecer.
La buena noticia es que no es un plan muy desagradable.
En el planeta Tierra hay seres inertes y seres vivos. Pero, ¿qué tenemos en común los seres vivos?
Los seres vivos tenemos en común la capacidad de reproducirnos.
También tenemos en común que somos un conjunto de envases (más bien de células)
que contienen el ADN. Es decir, que contienen ese microchip que tiene el plan secreto de que nos reproduzcamos, de que dejemos otro envase con otro microchip dentro, antes de desaparecer.
A esta interesante situación se ha llegado por medio del proceso llamado evolución.
La evolución son las normas de este juego; son unas normas que nadie ha escrito, pero que
se cumplen en la naturaleza.
La vida de forma resumida, funciona así: El ADN son unas instrucciones para fabricarnos.
Somos un cuerpo que pasea lleno de copias de nuestro ADN personal.
Una vez que nos fabrica, el ADN nos deja libres para hacer lo que nos apetezca, aparentemente.
¿Crees que esto es realmente así? ¿Crees que eres libre de hacer lo que quieras?
Pues no del todo, porque dentro tenemos esa “bombita” de relojería que condiciona
que nuestras decisiones no se alejen mucho de nuestro plan.
Sin embargo, parte del plan de nuestro microchip es que no seamos conscientes, que nos entretengamos pensando en otras cosas…
Y, poco a poco, el plan se activa y el cuerpo se reproduce, o al menos lo intenta.
Y de esta manera, genera una nueva copia en un nuevo envase de nuestro ADN. Antes de degradarse del todo y desparecer.
Y así, nuestro ADN tendrá una copia en un nuevo cuerpo en la siguiente generación.
Esto es algo que tenemos en común todos los seres vivos: los seres humanos, los árboles, las cucarachas, los futbolistas de éxito... Todos llevamos dentro el microchip con el mismo plan.
¿Te crees lo que te cuento? Quizá soy un poco exagerado… Ya veremos.
Pero antes vamos a pensarlo, vamos a digerirlo, y vamos a ver qué más cosas, aparte de la reproducción, tenemos en común todos los seres vivos.
Somos células interconectadas
- Todos los seres vivos estamos formados por células.
- Las células de los seres vivos se parecen.
- Las células eucariotas tienen un núcleo donde reside el ADN.
- Las hormonas coordinan las células, permitiendo que nuestro cuerpo sea una estructura coherente.
- Cada célula contiene en su núcleo una copia completa de ADN.
- Las células se diferencian en función de la zona de la parte del ADN que lean.
- Las células madre pueden dar lugar a cualquier tejido.
- Las células se agotan y mueren.
Reproducción a dos escalas
Todos los seres vivos estamos emparentados
Gastamos energía
Introducción a la selección natural
La selección sexual
El ácido más famoso: ADN
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Los cromosomas y la reproducción
Aunque no existen evidencias contundentes, la capacidad de enrollar la lengua como un tubo parece estar determinada por un gen con herencia mendeliana autosómica dominante. Esto quiere decir que si llamamos a este gen “U”, con dos posibles alelos —“U” y “u”—, entonces:
- Habrá individuos que habrán recibido un alelo “U” de su padre y un alelo “U” de su madre, y su Genotipo será “UU”. Y ellos podrán enrollar la lengua.
- Otros individuos habrán recibido un alelo “U” de su padre y un alelo “u” de su madre, y su Genotipo será “Uu”. Y ellos también podrán enrollar la lengua.
- Y otros individuos habrán recibido un alelo “u” de su padre y un alelo “u” de su madre, y su Genotipo será “uu”. Y ellos NO podrán enrollar la lengua.
Y tú, ¿puedes enrollar la lengua? ¡Intenta averiguar si pueden tus padres y deduce tu genotipo!
Genes y alelos: la clave de la variabilidad
Un grupo de investigadores del University College de Londres ha descubierto cómo el gen IRF4 es el encargado de regular la producción de melanina que afecta al color de nuestra piel, nuestros ojos o nuestro cabello. Y entre otras cosas, es el culpable de que de repente comiencen a aparecer las temidas canas.
Aunque se sabía que el proceso de la aparición de las canas se debía a una menor producción de melanina, no había pruebas claras de por qué se producía este proceso. El análisis del genoma de más de 6.000 personas de distintas razas y ubicaciones ha permitido identificar tanto este como otros 17 genes distintos que tienen influencia en el aspecto de nuestro cabello.
El gen IRF4 no trabaja solo
De hecho algunos de ellos afectan a la forma del caballo, nuestra propensión a que nos crezca la barba, a que seamos unicejos o al tamaño de las cejas o que incluso afectan a la aún más temible calvicie. Sin embargo el gen IRF4 es el primer que está directamente asociado a ese color del pelo y cómo éste cambia en base al funcionamiento de ese encanecimiento.
La aparición de las canas tiene por tanto un componente genético confirmado, y no se trata de un problema relacionado con el ambiente en el que nos movemos. Como explicaba el Dr. Kaustubh Adhikari, "ya teníamos conocimiento de varios genes involucrados en la calvicie y la coloración del cabello, pero es la primera vez que se identifica un gen que produce canas en humanos, así como otros genes que influyen en la forma y densidad del cabello".
Este descubrimiento, no obstante, no supone una solución definitiva al problema, ya que como explicaba este investigador, los genes que han identificado probablemente no funcionan de forma aislada, sino que lo hacen en conjunción con otros factores aún por identificar. Parece que los responsables de las empresas de tintes para el cabello pueden seguir respirando tranquilos.
La mutación, el origen de todo
https://youtu.be/e1TkwOgcV9I TIPOS DE MUTACIONES
UNA MUTACIÓN
El síndrome de Down es un trastorno genético que causa retraso mental y defectos físicos. Es causada por la presencia de una copia extra del cromosoma número 21. Esta condición se llama trisomía 21. Te explicamos cuales son las características del síndrome de Down.
El síndrome fue descrito por primera vez en 1866 y debe su nombre a John Langdon Down, el médico que lo identificó primero.
¿Cuáles son los síntomas y características del síndrome de Down?
Algunos de los signos físicos más comunes del síndrome de Down son los ojos oblicuos, los rasgos faciales aplanados, orejas pequeñas o de forma inusual, manos anchas con dedos cortos y curvos, y cabeza pequeña. Ninguna de estas diferencias físicas causa problemas de salud.
Algunos defectos congénitos asociados con el síndrome de Down causan problemas de salud que pueden ser de gravedad. Los bebés que tienen síndrome de Down suelen tener un tono muscular pobre o problemas con su corazón, el estómago o los ojos. La inteligencia fluctúa desde niveles normales hasta niveles que hacen el aprendizaje y el desarrollo más difícil.
¿Cuáles son las causas del Síndrome de Down?
El síndrome de Down puede ser causada por uno de los tres tipos de división celular anormal que implican el cromosoma 21:
Trisomía 21: más del 90% de los casos de síndrome de Down son causados por la trisomía 21. El cromosoma adicional se origina en el desarrollo de los espermatozoides o de los ovulos.
Trisomía 21 mosaico: esta es una forma rara (menos de 2% de los casos) de síndrome de Down. Es similar a la trisomía 21 sencilla, la diferencia es que el cromosoma 21 adicional está presente en algunas, pero no todas las células, del individuo.
Trisomía 21 translocación: a veces (en el 3-4% de los casos) una parte del cromosoma 21 se une (transloca) a otro cromosoma (por lo general al cromosoma 13, 14 o 15) antes o en la concepción. La persona con esta mutación puede transmitir el síndrome de Down a su descendencia, a pesar de que él mismo no sufre los síntomas (tiene la cantidad normal de ADN pero mal repartida).
Si ya has tenido un bebé que tiene síndrome de Down, tienes más probabilidades de tener otro. Por cada 100 bebés, 1 tendrá síndrome de Down. Si has sido diagnosticado con una anomalía cromosómica, también tienes un mayor riesgo de tener un bebé con síndrome de Down.
Las células reproductoras y el azar
https://youtu.be/VmnEuvNTjfM
Epigenética
El material genético que reciben los hijos de los padres es aquel que se encuentra en las células reproductoras, en la línea germinal.
Como hemos comentado, y conociendo que los rasgos heredables se transmiten a través del ADN, es lógico entender que las experiencias que viven los padres no se transmiten a los hijos, porque las “experiencias” no se incorporan al ADN. Es decir, si un individuo asiste frecuentemente al gimnasio, su hijo no nacerá por ello musculado. El hijo podrá heredar la tendencia a ser más o menos atlético, pero no el desarrollo que alcance su padre. Porque el padre, en el gimnasio, lo que modificará serán sus bíceps, alterando la estructura de sus fibras y células musculares, pero no el código de su ADN. Y menos aún el ADN de sus células reproductoras, con las que va a dar lugar a su descendencia.
¿Qué nos enseña entonces la Epigenética?
La Epigenética es una subdisciplina de la Genética que estudia modificaciones en el ADN que no implican un cambio en el código, no cambian las “letras” que componen la molécula (ACGT), sino su disponibilidad para ser leídas o no. Es un cambio “alrededor” de la molécula de ADN, que en esencia lo hace inaccesible para la maquinaria que tiene que “leer” y “aplicar” lo que dicta el código.
El código genético de un padre que asiste al gimnasio no va a modificarse por su actividad. Pero imaginemos que la exposición a ciertas sustancias tóxicas que ingiere producen modificaciones epigenéticas en el ADN de todas sus células (por ejemplo, metilaciones, que son las modificaciones genéticas que hacen que ciertos genes no se lean). Es difícil que los efectos de las sustancias tóxicas que ingiere este padre afecten a todas las células, desde el estómago al pulmón, y a la punta del pie, pero imaginémoslo, ya que no es imposible.
Esas modificaciones, que asumimos que han ocurrido también en las células reproductoras, podrán estar presentes en su descendencia. Esas metilaciones pueden también borrarse, pero a veces no lo hacen, y pasan a la siguiente generación. Y entonces el hijo que nazca de ese padre expuesto a compuestos tóxicos, habrá recibido una modificación genética (que podría ser nociva) por culpa de los hábitos de su padre. Aunque es una modificación transitoria.
El evento descrito se parece bastante a la mutación, pero no se define como tal, porque no hay un cambio en el código genético, sino en la dinámica de la lectura de este. No se cambia una C por una A, simplemente se inhabilita una C (o varias).
Puede ocurrir que las modificaciones epigenéticas que sufre el código del padre por exponerse a elementos tóxicos sean al azar, y que se silencien genes cualesquiera. Pero también puede ocurrir que haya una relación entre el elemento tóxico de nuestro ejemplo y los genes elegidos para ser silenciados.
Por ejemplo, se ha observado que los descendientes de individuos que han sufrido desabastecimiento de alimentos durante etapas prolongadas de la vida, sufren modificaciones epigenéticas en genes relacionados con la regulación de procesos metabólicos, como si se anulasen por desuso. Y en estos individuos también se ha comprobado que estas alteraciones producidas por el hambre pueden saltar a la siguiente generación (y a generaciones sucesivas). De esta manera, la falta de alimento produce “averías” en genes relacionados con la alimentación, que a veces viajan hasta la siguiente generación. Aunque sean “averías” reversibles, porque las modificaciones epigenéticas puede deshacerse.
De la misma manera, la exposición a elementos tóxicos de un padre, puede tener un efecto (en genes relacionados o no relacionados) en sus hijos.
Desde luego esta situación no entra en contradicción con el carácter preadaptativo de la mutación, porque a pesar de que en ocasiones puede haber relación entre el hábito ambiental (hambrunas) y la modificación genética (“averías” en genes del metabolismo), estas no son nunca a la carta, y generalmente afectan de forma indiscriminada al genoma. Además, las modificaciones no son constitutivas, si no temporales, lo cual resta levemente importancia en el proceso evolutivo, que implica tantas generaciones y largos periodos de tiempo.
Sin embargo no cabe duda de que la epigenética ha abierto una interesa línea de estudio dentro de la genética, y con grandísima repercusión de carácter clínico.
Migración
El flujo genético (también conocido como migración) es la transferencia de alelos de genes de una población a otra.
La migración hacia o desde una población puede ser responsable de importantes cambios en las frecuencias del acervo genético (el número de individuos con un rasgo particular). La inmigración puede resultar en la introducción de nuevo material genético al acervo genéticoestablecido de una especie o población particular y, a la inversa, la emigración provoca una pérdida de material genético.
Hay un número de factores que afectan al ritmo del flujo genético entre poblaciones diferentes. Uno de los factores más significativos es la movilidad, y los animales tienden a ser más móviles que las plantas. Una mayor movilidad tiende a darle más potencial migratorio a un individuo.
La Mutación, la Migración, la Selección Natural y la Deriva Genética pueden explicar la Evolución, toda la historia de la vida. Desde luego no hay que olvidar el papel que juega el tiempo, la gran cantidad de tiempo transcurrido.
Pero no podemos obviar que, si nos limitásemos a lo descrito hasta ahora, estaríamos ofreciendo una perspectiva levemente reducida, porque faltan muchos detalles por exponer, hay más elementos y los procesos son más complejos. Por ejemplo, solamente hemos hablado de las mutaciones en el ADN (más la migración) como posible fuente de variabilidad, pero seguro que algunos colegas me corregirían diciendo que la cosa no es tan sencilla.
Para ilustrar esta complejidad podemos hablar brevemente de la teoría endosimbonte, la cual postula que las mitocondrias de nuestras células, y las mitocondrias y los cloroplastos de las células vegetales, son antiguas bacterias “secuestradas”. Es decir, (al parecer) en dos o tres momentos puntuales de la historia de la vida han ocurrido unas “mutaciones” que no se denominan nunca como tales. Unas antiguas células “secuestraron” bacterias y empezaron a convivir con ellas en su interior, “domesticándolas” y generando la denominada célula eucariota, una versión evolucionada y altamente operativa de las células originales. Esas células eucariotas, con unos orgánulos que un día fueron bacterias, son las que tenemos todos los hongos, plantas y animales.
Esas bacterias “secuestradas” llevaban su propio ADN, y una vez se han convertido en orgánulos lo siguen llevando (con modificaciones, como corresponde al tiempo transcurrido y a las circunstancias). Así que ese antiguo proceso de fagocitosis (de inclusión de una célula dentro de otra), al cambiar el contenido original del ADN de la célula incorporando material genético de una bacteria —ADN bacteriano—, podría considerarse como una mutación importantísima ocurrida un par de veces hace millones de años. Pero no es una mutación al uso.
Con esto podemos observar que, al decir que toda la variabilidad de la vida la han generado cambios en el ADN, estamos incluyendo algunos que en los libros de texto no aparecen en el capítulo de la “mutación”. Estamos usando una definición poco rigurosa.
Igualmente existe otro interesante proceso que ocurre en la formación de las células reproductoras, llamado sobrecruzamiento, que genera novedades en la organización del ADN mezclando trocitos de los cromosomas, provocando que nuestros espermatozoides y óvulos tengan forzosamente alguna novedad; es decir, creando alteraciones en la molécula de ADN, recombinado el material genético. Esta recombinación tampoco se engloba bajo el término “mutación”, pero desde el punto de vista evolutivo es igual de interesante, porque genera novedades transmisibles en el ADN.
Quizá, en lugar de hablar de la mutación como mecanismo clave en la evolución, deberíamos hablar de “cambio en el ADN”, que es un poco más preciso, pero también más largo. En cualquier caso, aunque sepamos que hay matices, es interesante tener claro que son las novedades en el ADN las que introducen nuevas variantes en la evolución, procedan de mutación en sentido estricto, en sentido laxo, o procedan de migración. Y la evolución no es más que el proceso de gestión de esas novedades.
Esa gestión se explica por selección natural o por deriva genética, pero de nuevo con estos términos estamos englobando una enorme cantidad de situaciones. Algunas con efectos insignificantes —o sin efecto alguno—, otras con consecuencias notables, como el origen de nuevas especies.
La variedad de situaciones que se han presentado a lo largo de los miles de millones de años de evolución, y el poco tiempo que tenemos para analizarlas, nos obliga a un análisis a veces reduccionista para poder ser capaces de extraer información relevante.
Pero no nos estamos equivocando si resumimos la evolución como un proceso dinámico en el que se van produciendo cambios —por mutación junto con recombinación y otros eventos que sufre el material genético, y migración—, y las distintas formas existentes van dejando descendencia con copias de su material genético o fallando en el intento —sea explicado por selección natural o deriva genética
Especiación
LA ESPECIACIÓN
Por Plinio El Insurrecto
La especiación o lo que es lo mismo, la formación de nuevas especies, se puede considerar como el proceso evolutivo por el que algunas poblaciones de una especie se diferencian estableciendo barreras de flujo genético consecuencia del desarrollo de mecanismos de aislamiento reproductivo (imposibilidad de dar descendencia fértil).
Para entender que es la especiación, hay que definir primero “especie”. Aunque el concepto de especie es básico dentro de la biología, no hay todavía un claro consenso para su definición. La definición más generalizada es que las especies son poblaciones naturales, que comparten una serie de rasgos distintivos, que son capaces de reproducirse entre si de forma efectiva o potencial, y que evolucionan de forma separada.
El proceso de la especiación es de suma importancia para explicar la diversidad de especies actual. Se pueden distinguir tres tipos básicos de especiación: la especiación alopátrica, la parapátrica y la simpátrica.
Especiación alopátrica
También llamada especiación geográfica. Es el mecanismo de especiación que cuenta con un mayor número de ejemplos documentados. Consiste en la separación geográfica de poblaciones que comparten un acervo genético común, de tal forma que se lleguen a producir dos o más poblaciones geográficas aisladas que, sometidas a las peculiares condiciones ambientales del sector geográfico ocupado, han evolucionado independientemente hasta generar nuevas especies.
La separación entre poblaciones puede ser debida a migración, a extinción de las poblaciones situadas en posiciones geográficas intermedias, o mediada por sucesos geológicos. La barrera puede ser geográfica o ecológica, como por ejemplo cumbres que separan valles en las cordilleras, continentes que se separan o zonas desérticas que separan zonas húmedas. Este tipo, muy adecuado para generar el aislamiento reproductivo de especies muy móviles, parece ser el mecanismo de especiación más extendido entre los vertebrados.
Especiación parapátrica
Seria similar a la especiación alopátrica. Sin embargo, la especiación se produce sin una separación geográfica completa de las poblaciones. De hecho la especie “hija” puede compartir parte del rango de distribución con la especie “madre” e hibridar en las zonas de contacto. Las poblaciones suelen divergir debido tanto a factores aleatorios como a la selección local. Este proceso suele darse en animales muy poco móviles (no migran u ocupan áreas muy reducidas) o que tienden a vivir en grupos cerrados, lo que provoca que las poblaciones de los extremos del rango de distribución de la especie apenas tengan flujo genético entre ellas.
Especiación simpátrica
Este tipo de especiación implica la divergencia de algunas poblaciones hasta conseguir independencia evolutiva dentro de un mismo espacio geográfico. Habitualmente conlleva que las nuevas poblaciones utilicen nichos ecológicos diferentes, dentro del rango de distribución de la especie ancestral, por tanto, la divergencia en simpatría, suele estar impulsada por la especialización ecológica en algunas poblaciones. El aislamiento reproductor en este proceso puede surgir como consecuencia de la colonización y explotación de nuevos hábitat por individuos genéticamente diferenciados por mutaciones cromosómicas.
Como hemos visto todos los tipos de especiación tienen un requisito, que es el impedimento al flujo genético entre poblaciones. El aislamiento reproductivo puede estar producido por diversos tipos de barreras reproductivas que se pueden catalogar básicamente en prezigóticas y postzigóticas, dependiendo de en que momento actúen. Las barreras prezigóticas implican impedimentos para la formación de zigotos. Las barreras postzigóticas resultan de todas aquellas situaciones en las que los zigotos, si llegan a adultos, tienen anulada su eficacia biológica. Este es el caso de los híbridos entre especies, los cuales no suelen ser fértiles.
Dentro de las barreras prezigóticas tenemos todas aquellas situaciones que implican que dos especies no puedan aparearse, como pueden ser el aislamiento por diferenciación de hábitat o recursos y el aislamiento etológico.
Pero ¿qué causa la divergencia entre poblaciones y la aparición de nuevas especies? En principio la separación entre poblaciones debido a los mecanismos de aislamiento puede aparecer en cualquier situación poblacional. Como hemos visto, esta separación puede ser tanto geográfica, como etológica o ecológica. Tanto la deriva genética, como la selección natural o la mutación pueden causar esta divergencia.
La deriva genética suele darse en los eventos de colonización de nuevos hábitats, donde suelen estar implicados un número reducido de individuos, lo que supone una proporción muy pequeña de la diversidad genética de la especie original. Como en estos individuos no están representados todos los alelos existentes en la población original, estas situaciones suelen conducir a una rápida diferenciación con respecto a la población original. A esto se le ha llamado “efecto fundador” y puede ser un factor importante en la especiación alopátrica.
La divergencia necesaria para producir independencia evolutiva también puede estar impulsada por la selección natural, la cual puede estar implicada en todos los tipos de especiación, con especial preponderancia en la especiación alopátrica y simpátrica. Cuando las poblaciones quedan separadas geográficamente se dan las condiciones para que la adaptación al ambiente pueda seguir un curso diferente en cada población, implicando así la modificación de distintos genes. Pero también la evitación de la competencia por un recurso, la explotación de nuevos recursos, el evitar parásitos o competidores interespecíficos, etc..., pueden ser el motor de la divergencia y posterior especiación, sin que para ello tenga que haber una separación geográfica clara; es suficiente con una separación ecológica.
Por último, la aparición de mutaciones comunes a un grupo de individuos como las reordenaciones cromosómicas o los elementos genéticos egoístas, también pueden estar involucrados en el desarrollo de aislamiento reproductivo entre poblaciones.
Todavía hay grandes lagunas en el conocimiento de la especiación, como saber cuanta especiación es causada por deriva genética y mutación, y cuanta se debe a los procesos de adaptación al medio. Además, se conoce muy poco de la arquitectura genética que, por ejemplo, causa la inviabilidad de los híbridos. Aunque la imagen clásica de que las especies surgen como el subproducto de la evolución de poblaciones en alopatría sigue siendo dominante, otros tipos de especiación como la simpátrica, pueden llegar a adquirir más importancia según se analizan más datos que nos brinda la naturaleza.
https://genially.blob.core.windows.net/genially/users/572b162e32d08c23c0da1773/593548bf408d825cccb02ada/593548bf408d825cccb02adb/0789fb2e-ee4d-4f3b-8955-47aa6fa21e22.png
¿Cuáles son las evidencias que tenemos para datar por tanto el origen de la vida sobre la Tierra?
1 presencia de agua líquida: 3.900 millones de años.
3 los fósiles biológicos aparecen también en restos de rocas sedimentarias y los más antiguos son unas serie de fósiles que se denominan estromatolitos: 3.700 millones de años.
DÓNDE???
Por Plinio El Insurrecto
La especiación o lo que es lo mismo, la formación de nuevas especies, se puede considerar como el proceso evolutivo por el que algunas poblaciones de una especie se diferencian estableciendo barreras de flujo genético consecuencia del desarrollo de mecanismos de aislamiento reproductivo (imposibilidad de dar descendencia fértil).
Para entender que es la especiación, hay que definir primero “especie”. Aunque el concepto de especie es básico dentro de la biología, no hay todavía un claro consenso para su definición. La definición más generalizada es que las especies son poblaciones naturales, que comparten una serie de rasgos distintivos, que son capaces de reproducirse entre si de forma efectiva o potencial, y que evolucionan de forma separada.
El proceso de la especiación es de suma importancia para explicar la diversidad de especies actual. Se pueden distinguir tres tipos básicos de especiación: la especiación alopátrica, la parapátrica y la simpátrica.
También llamada especiación geográfica. Es el mecanismo de especiación que cuenta con un mayor número de ejemplos documentados. Consiste en la separación geográfica de poblaciones que comparten un acervo genético común, de tal forma que se lleguen a producir dos o más poblaciones geográficas aisladas que, sometidas a las peculiares condiciones ambientales del sector geográfico ocupado, han evolucionado independientemente hasta generar nuevas especies.
La separación entre poblaciones puede ser debida a migración, a extinción de las poblaciones situadas en posiciones geográficas intermedias, o mediada por sucesos geológicos. La barrera puede ser geográfica o ecológica, como por ejemplo cumbres que separan valles en las cordilleras, continentes que se separan o zonas desérticas que separan zonas húmedas. Este tipo, muy adecuado para generar el aislamiento reproductivo de especies muy móviles, parece ser el mecanismo de especiación más extendido entre los vertebrados.
Especiación parapátrica
Seria similar a la especiación alopátrica. Sin embargo, la especiación se produce sin una separación geográfica completa de las poblaciones. De hecho la especie “hija” puede compartir parte del rango de distribución con la especie “madre” e hibridar en las zonas de contacto. Las poblaciones suelen divergir debido tanto a factores aleatorios como a la selección local. Este proceso suele darse en animales muy poco móviles (no migran u ocupan áreas muy reducidas) o que tienden a vivir en grupos cerrados, lo que provoca que las poblaciones de los extremos del rango de distribución de la especie apenas tengan flujo genético entre ellas.
Especiación simpátrica
Este tipo de especiación implica la divergencia de algunas poblaciones hasta conseguir independencia evolutiva dentro de un mismo espacio geográfico. Habitualmente conlleva que las nuevas poblaciones utilicen nichos ecológicos diferentes, dentro del rango de distribución de la especie ancestral, por tanto, la divergencia en simpatría, suele estar impulsada por la especialización ecológica en algunas poblaciones. El aislamiento reproductor en este proceso puede surgir como consecuencia de la colonización y explotación de nuevos hábitat por individuos genéticamente diferenciados por mutaciones cromosómicas.
Como hemos visto todos los tipos de especiación tienen un requisito, que es el impedimento al flujo genético entre poblaciones. El aislamiento reproductivo puede estar producido por diversos tipos de barreras reproductivas que se pueden catalogar básicamente en prezigóticas y postzigóticas, dependiendo de en que momento actúen. Las barreras prezigóticas implican impedimentos para la formación de zigotos. Las barreras postzigóticas resultan de todas aquellas situaciones en las que los zigotos, si llegan a adultos, tienen anulada su eficacia biológica. Este es el caso de los híbridos entre especies, los cuales no suelen ser fértiles.
Dentro de las barreras prezigóticas tenemos todas aquellas situaciones que implican que dos especies no puedan aparearse, como pueden ser el aislamiento por diferenciación de hábitat o recursos y el aislamiento etológico.
Pero ¿qué causa la divergencia entre poblaciones y la aparición de nuevas especies? En principio la separación entre poblaciones debido a los mecanismos de aislamiento puede aparecer en cualquier situación poblacional. Como hemos visto, esta separación puede ser tanto geográfica, como etológica o ecológica. Tanto la deriva genética, como la selección natural o la mutación pueden causar esta divergencia.
La deriva genética suele darse en los eventos de colonización de nuevos hábitats, donde suelen estar implicados un número reducido de individuos, lo que supone una proporción muy pequeña de la diversidad genética de la especie original. Como en estos individuos no están representados todos los alelos existentes en la población original, estas situaciones suelen conducir a una rápida diferenciación con respecto a la población original. A esto se le ha llamado “efecto fundador” y puede ser un factor importante en la especiación alopátrica.
La divergencia necesaria para producir independencia evolutiva también puede estar impulsada por la selección natural, la cual puede estar implicada en todos los tipos de especiación, con especial preponderancia en la especiación alopátrica y simpátrica. Cuando las poblaciones quedan separadas geográficamente se dan las condiciones para que la adaptación al ambiente pueda seguir un curso diferente en cada población, implicando así la modificación de distintos genes. Pero también la evitación de la competencia por un recurso, la explotación de nuevos recursos, el evitar parásitos o competidores interespecíficos, etc..., pueden ser el motor de la divergencia y posterior especiación, sin que para ello tenga que haber una separación geográfica clara; es suficiente con una separación ecológica.
Por último, la aparición de mutaciones comunes a un grupo de individuos como las reordenaciones cromosómicas o los elementos genéticos egoístas, también pueden estar involucrados en el desarrollo de aislamiento reproductivo entre poblaciones.
Todavía hay grandes lagunas en el conocimiento de la especiación, como saber cuanta especiación es causada por deriva genética y mutación, y cuanta se debe a los procesos de adaptación al medio. Además, se conoce muy poco de la arquitectura genética que, por ejemplo, causa la inviabilidad de los híbridos. Aunque la imagen clásica de que las especies surgen como el subproducto de la evolución de poblaciones en alopatría sigue siendo dominante, otros tipos de especiación como la simpátrica, pueden llegar a adquirir más importancia según se analizan más datos que nos brinda la naturaleza.
https://genially.blob.core.windows.net/genially/users/572b162e32d08c23c0da1773/593548bf408d825cccb02ada/593548bf408d825cccb02adb/0789fb2e-ee4d-4f3b-8955-47aa6fa21e22.png
- Lanting, F. (Febrero 2005). Fotografías líricas de la naturaleza. TED.
El origen de la vida
etapas
por las que ha pasado la Tierra: Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico
1 presencia de agua líquida: 3.900 millones de años.
2 mayores concentraciones de carbono-12: 3.800 millones de años
3 los fósiles biológicos aparecen también en restos de rocas sedimentarias y los más antiguos son unas serie de fósiles que se denominan estromatolitos: 3.700 millones de años.
DÓNDE???
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¿Cuáles fueron las primeras formas de vida?
¿Cómo se originó la vida?
- SISTEMA DE INFORMACIÓN.
- METABOLISMO
- ESTRUCTURA
Las protocélulas supervivientes
El delicado equilibrio entre la selección natural y la genética
En el ejemplo de la aplastadia, situado hace 500 millones de años, acababan desapareciendo todos los individuos con las variantes genéticas que no eran las más eficientes para localizar glucosa. Puesto que localizar glucosa es un evento clave para la supervivencia, imaginábamos que habría una enorme presión de selección a favor de quienes mejor se alimentaban. Lo mismo ocurría con los individuos que tenían las variantes genéticas más adecuadas para reproducirse.
El ejemplo se ha planteado de esa manera porque la selección natural ha debido resultar muy evidente en situaciones muy determinantes para la supervivencia y la reproducción (en este último caso tenemos los muchos ejemplos de selección sexual que así lo demuestran). Pero vamos a detenernos un momento a analizar cómo la genética, por su forma de operar, a veces puede revertir los efectos de la selección natural.
Imaginemos en nuestro organismo un gen llamado “zeta”. En función de lo que recibimos en el cromosoma materno y en el cromosoma paterno, los individuos podríamos tener una de estas tres situaciones (genotipos) en nuestro genoma: ZZ, Zz y zz.
Imaginemos que los individuos ZZ están perfectamente sanos, los individuos Zz tienen una afección grave que se presenta como mortal a los 45 años, y los individuos zz están gravísimos y mueren irremediablemente a edad temprana (siento ser tan drástico con los ejemplos).
Si pensáramos que, como en el ejemplo de la aplastadia, al cabo del tiempo solamente quedarían individuos ZZ, estaríamos muy equivocados.
Porque la realidad es que, a pesar de la enfermedad que los acecha en el futuro, los individuos Zz no tienen ningún problema para reproducirse, y cuando dos individuos Zz tengan descendencia, estos serán los posibles genotipos de los hijos:
El 25% serán ZZ, el 50% Zz y el 25% serán zz.
Así que la forma en que opera la genética impedirá que la selección natural cause la desaparición de los individuos Zz y de los individuos zz.
Por tanto, situaciones como la de la aplastadia serán difíciles de observar. Solamente serán posibles cuando los individuos equivalentes a los ZZ de este ejemplo sean los únicos que acaben reproduciéndose. Por eso con la aplastadia hemos inventado un caso extremo: el de un antepasado lejano de hace muchísimo tiempo y el de unas variantes genéticas extremadamente eficientes (que permitían encontrar glucosa y pareja), frente a otros genotipos que eran casi totalmente ineficientes.
Sin embargo, el gen “zeta” sirve de ejemplo para explicar por qué muchas enfermedades persisten y reaparecen a lo largo de las generaciones.
El afán replicativo: los virus y el cáncer
Somos un envase inconsciente
- Pita, M. (2017). El ADN dictador. Editorial Ariel. Capítulo 18: "Un gen, dos formas: los alelos".
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