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11.4. Implicaciones evolutivas de las mutaciones

Mutaciones y evolución

Las mutaciones se han producido, a lo largo de los tiempos, por causas naturales como las radiaciones procedentes del Sol o de minerales de la corteza terrestre. Aunque no sean muy frecuentes, al abarcar periodos de tiempo muy grandes y poblaciones muy numerosas, la probabilidad de que aparezca una mutación es considerable.

La mayoría son letales y desaparecen con sus portadores, pero cuando son beneficiosas permanecen en los individuos de la población y se transmiten a su descendencia. Si la selección natural actúa sobre estos genotipos y son favorables a esas condiciones ambientales, incluso puede llegar a incorporarse como carácter homocigótico único, haciendo desaparecer al antiguo carácter normal de la población. Si la mutación es perjudicial, si son recesivas, se mantendrán en la población.

Si la mutación es beneficiosa puede mejorar la función de la enzima que codifique, por ejemplo, mejorando la actividad biológica facilitando la vida del organismo que porta esa mutación.

Las mutaciones neutras ni mejoran ni perjudican las condiciones del individuo por­tador del gen mutado, pero pueden transmitirse a los descendientes. Puede servir como reloj biológico para conocer el tiempo que dos especies se han separado desde que tuvieron un antecesor común.

Todas las células pueden sufrir alguna mutación, pero las mutaciones que afectan a los gametos afectarán al cigoto que se forme tras la fecundación con otro gameto y a las células que deriven de él para formar el nuevo ser pluricelular. Además, éste transmitirá la mutación a sus descendientes. Por tanto, las mutaciones germinales beneficiosas serán las que provoquen la evolución de las especies. El individuo portador de la mutación tiene una ventaja respecto a los que no la tienen, por lo que tendrá más probabilidad de tener descendencia y transmitir a sus descendientes esta característica ventajosa.

Las mutaciones perjudiciales sólo se mantienen en la población cuando tienen carácter recesivo. Si la mutación ocurre en una célula somática (no germinal) no se transmitirá a los descendientes.

Cuando aparecen mutaciones en una determinada población, el genotipo cambia de generación en generación, apareciendo individuos con características diferentes a las de sus predecesores. Así es como evoluciona la población, pudiendo llegar a originar nuevas especies. Un ejemplo son las bacterias que evolucionan tras estar sometidas a antibióticos, haciéndose resistentes.

Las mutaciones que resulten perjudiciales para el individuo portador serán eliminadas por acción de la selección natural.

Además de la selección natural, el hombre ha realizado una selección artificial sobre las plantas y animales domésticos modificándolos según su propio interés. Lo ha conseguido seleccionando los individuos más productivos y cruzándoles entre sí, obteniendo distintas razas, como en el perro, por ejemplo.

La evolución se produce porque las poblaciones cambian su “pool” genético, el conjunto de genes formados por todos los alelos existentes entre sus individuos. Si un individuo tiene los alelos más favorables, tiene ventaja respecto al resto, pudiendo sobrevivir más fácilmente. Así, es más probable que se reproduzca y que esos genes se mantengan en la población.

Aunque la mutación es la fuente primaria de variación no es la única. La recombinación génica contribuye a la variabilidad genética.

La evolución de las especies se produce porque los cambios producidos por las mutaciones genéticas se van acumulando. La mayor parte de las mutaciones son perjudiciales y sus portadores mueren, pero las que producen una mejoría se mantienen en la especie y son esenciales en el proceso evolutivo.

Cuando se produce una separación entre algunos miembros de una población, se interrumpe su intercambio genético. Al estar en distintos ambientes, esta diferenciación cada vez se hace más notable. Con el paso del tiempo, sus diferencias genéticas serán tan grandes que se habrán convertido en especies distintas, siendo incapaces de reproducirse entre ellas.

Factores que intervienen en la evolución biológica

El acervo genético de una población está formado por todos los alelos de los individuos de la población. Para que se produzca la evolución, tiene que haber variabilidad genética entre los individuos de una población, y que esa variedad genética pueda ser heredada por las generaciones futuras.

Los factores que producen alteraciones en las frecuencias génicas y genotípicas de determinados alelos y, por tanto, en la composición de los genes que componen la población son:

Selección natural

La selección natural actúa cuando el ambiente selecciona aquellos individuos mejor adaptados a esas condiciones ambientales. Los que tengan aquellos genes mejor adaptados a los cambios que se produzcan serán los que tendrán más facilidad para sobrevivir y para reproducirse, y pueden transmitir esos genes a sus descendientes.

Mutaciones

Las mutaciones se producen cuando, por un error en el proceso de replicación del ADN, hay cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN y se generan nuevos alelos. Las mutaciones son aleatorias y constituyen la principal causa de variabilidad genética. Las únicas mutaciones heredables son las que afectan a los gametos y pueden ser perjudiciales, neutras o beneficiosas.

Entrecruzamiento y recombinación genética

Los gametos se producen mediante meiosis. En la Profase I, se produce el entrecruzamiento y recombinación genética entre los genes paternos y maternos, lo que favorece la variabilidad. Además, la aleatoriedad en la unión de gametos, aumenta aún más la variabilidad.

Deriva genética

La deriva genética es la fluctuación al azar de las frecuencias alélicas que se produce generación tras generación. Los efectos de la deriva genética son más fuertes en poblaciones pequeñas, donde la variabilidad genética disminuye notablemente. Por ejemplo:

  • Efecto fundador: cuando algunos individuos de una población quedan aislados de la población original se reproducen y transmiten sus alelos a sus descendientes. Posiblemente, las frecuencias génicas de ese grupo no sean las mismas que las de la población original. Por ejemplo, los Amish, un grupo que solo tuvo 12 fundadores de los que solo uno tenía un gen que provocaba la combinación de enanismo y polidactilia, y en la actualidad, ese alelo lo porta el 13% de la población de dicho grupo.
  • Efecto cuello de botella: cuando se produce un brusco descenso en el número de individuos de una población, por algún tipo de desastre natural o humano, los individuos que sobreviven tienen distintas frecuencias alélicas que la población original.

Migraciones o flujo genético

Los flujos migratorios hacen que la población adquiera mayor variabilidad genética, ya que nuevos alelos, procedentes de otras poblaciones, se incorporan al acervo genético de la población.

Aislamiento reproductivo o genético

Cuando una población o grupo de individuos de una población queda aislada reproductivamente del resto de individuos por barreras que se lo impide, como diferencias en el comportamiento, hábitats, etc., se puede llegar a dar el proceso de especiación y surgir una nueva especie.

 

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