Sobrevivencia diferenciada de características
Al mismo tiempo que la mutación puede crear nuevos alelos, otros factores influencian la frecuencia de los alelos existentes. Estos factores hacen que algunas características se hagan frecuentes mientras que otras disminuyen o se pierden completamente. Existen tres procesos conocidos que influyen en la persistencia de una característica, o más precisamente, en la frecuencia de un alelo:
Selección natural
La selección natural consiste en la en la reproducción diferencial de los individuos, según su dotación genética, y generalmente como resultado del ambiente. Existe selección natural cuando hay diferencias en eficacia biológica entre los individuos de una población, es decir, cuando su contribución en descendientes es desigual. La eficacia biológica puede desglosarse en componentes como la supervivencia (la mortalidad diferencial es la tasa de sobrevivencia de individuos hasta la edad de reproducción), la fertilidad, la fecundidad, etc.
La selección natural puede dividirse en dos categorías:
- La selección ecológica ocurre cuando los organismos que sobreviven y se reproducen aumentan la frecuencia de sus genes en el patrimonio genético común sobre aquellos que no sobreviven.
- La selección sexual ocurre cuando los organismos más atractivos para el sexo opuesto debido a sus características se reproducen más y aumentan la frecuencia de estas características en el patrimonio genético común.
La selección natural trabaja con mutaciones en diferentes formas:
- La selección purificadora o de fondo elimina las mutaciones perniciosas de una población.
- La selección positiva aumenta la frecuencia de mutaciones benéficas.
- La selección de balanceo mantiene las variaciones dentro de una población a través de mecanismos tales como:
– La sobredominancia o ventaja heterozigote, donde el heterozigote está mejor adaptado que cualquiera de las formas homozigote (cuyo ejemplo más famoso es la drepanocitosis o anemia de células falciformes que en los humanos confiere resistencia a la malaria).
– La selección dependiente de la frecuencia, donde las variantes raras tienen mayor tasa de adaptación.
El papel central de la selección natural en la teoría de la evolución ha dado origen a una fuerte conexión entre ese campo y el estudio de la ecología.
Las mutaciones que no se ven afectadas por la selección natural son llamadas mutaciones neutras. Su frecuencia en la población está dictada completamente por la deriva genética y el flujo genético. Se entiende que la secuencia de ADN de un organismo, en ausencia de selección, sufre una acumulación estable de mutaciones neutras. El efecto probable de mutación es la propuesta de que un gen que no está bajo selección será destruido por las mutaciones acumuladas. Éste es un aspecto de la llamada degradación genómica.
- La selección de organismos por sus características deseables, cuando es provocada por el hombre, por ejemplo para la agricultura es llamada selección artificial.
- La evolución Baldwiniana se refiere a la forma en que los seres vivos capaces de adaptarse durante su vida, pueden producir nuevas fuerzas de selección.
Deriva genética
La deriva genética describe los cambios en la frecuencia de los alelos que no tiene por origen las presiones de la selección, sino más bien se deben a eventos no relacionados con la herencia. Esto es de especial importancia en poblaciones reducidas, donde las posibilidades de fluctuación de una generación a la siguiente son grandes. Estas fluctuaciones en la frecuencia de los alelos entre generaciones sucesivas puede producir la desaparición de algunos alelos de una población. Dos poblaciones separadas que parten de la misma frecuencia de alelos pueden derivar por fluctuación aleatoria en dos poblaciones divergentes con diferente conjunto de alelos (por ejemplo, alelos presentes en una población y que desaparecieron en la otra). Algunos eventos raros y poco frecuentes como una explosión volcánica, el impacto de un meteorito, etc. pueden contribuir a la deriva genética alterando la frecuencia de alelos fuera de las presiones selectivas normales.
Muchos aspectos de la deriva genética dependen del tamaño de la población (generalmente abreviada como N). En las poblaciones reducidas, la deriva genética puede producir grandes cambios en la frecuencia de alelos de una generación a la siguiente, mientras que en las grandes poblaciones, los cambios en la frecuencia de los alelos son generalmente muy pequeños. La importancia relativa de la selección natural y la deriva genética en la determinación de la suerte de las nuevas mutaciones también depende del tamaño de la población y de la presión por la selección: Cuando N × s (tamaño de la población multiplicado por la presión por la selección) es pequeña, predomina la deriva genética. Así, la selección natural es más eficiente en grandes poblaciones o dicho de otra forma, la deriva genética es más poderosa en las poblaciones reducidas. Finamente, el tiempo que le toma a un alelo fijarse en una población por deriva genética (es decir, el tiempo que toma el que todos los individuos de la población tengan ese alelo) depende del tamaño de la población: mientras más pequeña la población, menos tiempo toma la fijación del alelo.
Flujo genético
El flujo genético es el único mecanismo por medio del cual distintas poblaciones se vuelven genéticamente homogéneas al mismo tiempo que forman un patrimonio genético común grande. Las migraciones de una población hacia áreas ocupadas por una segunda población pueden producir flujo genético. El flujo genético opera cuando no hay obstáculos culturales ni geográficos.
