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32.3: Mutación, flujo génico y deriva genética
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Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift
 
TRANSCRIPCIÓN

32.3: Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift

32.3: Mutación, flujo génico y deriva genética

In a population that is not at Hardy-Weinberg equilibrium, the frequency of alleles changes over time. Therefore, any deviations from the five conditions of Hardy-Weinberg equilibrium can alter the genetic variation of a given population. Conditions that change the genetic variability of a population include mutations, natural selection, non-random mating, gene flow, and genetic drift (small population size).

Mechanisms of Genetic Variation

The original sources of genetic variation are mutations, which are changes in the nucleotide sequence of DNA. Mutations create new alleles and increase genetic variability. Most mutations do not cause significant changes to the health or functioning of an organism. However, if a mutation reduces the chances of survival, the organism may die before reproducing. Therefore, such harmful mutations are likely to be eliminated by natural selection.

Individuals in natural populations may also select their mates based on certain characteristics, and thus do not reproduce randomly. In this case, alleles for the traits that are selected against will become less frequent in the population.

Furthermore, populations can experience gene flow, the transfer of alleles into and out of gene pools, due to migration. A classic example of gene flow is observed in most baboon species. Female baboons mate most frequently with dominant males in a troop. Juvenile male baboons almost always leave their birth troops, likely to avoid inbreeding, and join a new troop, where they may pass their genes to offspring.

In genetic drift, chance events alter the allele frequencies of a population. A major disturbance, such as a natural disaster, may drastically reduce population size and thereby diminish genetic variation. The resulting composition of the gene pool was selected randomly (i.e., surviving the disturbance was not determined by the genetic make-up of the individual). Such a reduction of genetic diversity is called a genetic bottleneck.

Sometimes, a population may become fragmented into smaller populations due to urban development or other events. A new population is started by a small group of members of the original population and by chance, a previously rare allele may be relatively frequent. This effect on gene frequencies is known as the founder effect.

Importance of Genetic Variability

Genetic variation is the basis for evolution. Natural selection can occur only if multiple forms of genes (alleles) are present in the population—favoring alleles that confer a fitness advantage under current conditions. On the other hand, loss of genetic variation can have detrimental effects on populations. If the gene pool does not contain gene variants that promote survival and reproduction when the environment changes, the population cannot adapt and may vanish. These negative effects are more pronounced in smaller populations, as the gene pool is smaller to begin with. Smaller populations are hence more vulnerable to stochastic events. Conservation efforts often focus on increasing genetic variability via selective breeding of individuals in small and endangered populations.

En una población que no está en equilibrio Hardy-Weinberg, la frecuencia de los alelos cambia con el tiempo. Por lo tanto, cualquier desviación de las cinco condiciones del equilibrio Hardy-Weinberg puede alterar la variación genética de una población determinada. Las condiciones que cambian la variabilidad genética de una población incluyen mutaciones, selección natural, apareamiento no aleatorio, flujo genético y deriva genética (tamaño de población pequeño).

Mecanismos de Variación Genética

Las fuentes originales de variación genética son mutaciones, que son cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN. Las mutaciones crean nuevos alelos y aumentan la variabilidad genética. La mayoría de las mutaciones no causan cambios significativos en la salud o el funcionamiento de un organismo. Sin embargo, si una mutación reduce las posibilidades de supervivencia, el organismo puede morir antes de reproducirse. Por lo tanto, es probable que estas mutaciones dañinas se eliminen por selección natural.

Los individuos en poblaciones naturales también pueden seleccionar sus parejas en función de ciertas características, y por lo tanto no se reproducen aleatoriamente. En este caso, los alelos por los rasgos contra los que se seleccionan serán menos frecuentes en la población.

Además, las poblaciones pueden experimentar el flujo genético, la transferencia de alelos dentro y fuera de los grupos genéticos, debido a la migración. Un ejemplo clásico de flujo genético se observa en la mayoría de las especies de babuinos. Los babuinos hembras se aparean con mayor frecuencia con machos dominantes en una tropa. Los babuinos machos juveniles casi siempre dejan sus tropas de nacimiento, probablemente para evitar la endogamina, y unirse a una nueva tropa, donde pueden pasar sus genes a la descendencia.

En la deriva genética, los eventos casuales alteran las frecuencias de alelo de una población. Una perturbación importante, como un desastre natural, puede reducir drásticamente el tamaño de la población y, por lo tanto, disminuir la variación genética. La composición resultante de la reserva genética fue seleccionada aleatoriamente (es decir, sobrevivir a la perturbación no fue determinada por la composición genética del individuo). Tal reducción de la diversidad genética se denomina cuello de botella genético.

A veces, una población puede fragmentarse en poblaciones más pequeñas debido al desarrollo urbano u otros eventos. Un pequeño grupo de miembros de la población original inicia una nueva población y, por casualidad, un alelo antes raro puede ser relativamente frecuente. Este efecto en las frecuencias genéticas se conoce como el efecto fundador.

Importancia de la variabilidad genética

La variación genética es la base de la evolución. La selección natural solo puede ocurrir si hay múltiples formas de genes (alelos) en la población, favoreciendo a los alelos que confieren una ventaja de aptitud en las condiciones actuales. Por otro lado, la pérdida de variación genética puede tener efectos perjudiciales en las poblaciones. Si la reserva genética no contiene variantes genéticas que promuevan la supervivencia y la reproducción cuando el medio ambiente cambia, la población no puede adaptarse y puede desaparecer. Estos efectos negativos son más pronunciados en poblaciones más pequeñas, ya que la reserva genética es más pequeña para empezar. Por lo tanto, las poblaciones más pequeñas son más vulnerables a los eventos estocásticos. Los esfuerzos de conservación a menudo se centran en aumentar la variabilidad genética a través de la cría selectiva de individuos en poblaciones pequeñas y en peligro de extinción.


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