Erika Rojas Portilla ** Constanza-Iby Rojas R.

miércoles, 7 de octubre de 2009

Selección disruptiva

La selección disruptiva es un tipo de selección natural, es decir, Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento.


Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad.


Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente.


[Darwin, El Origen de las especies].



Desde un punto de vista biológico, una especie es un grupo de poblaciones naturales cuyos miembros pueden cruzarse entre sí y producir descendencia fértil, pero no pueden hacerlo (o no lo hacen en circunstancias normales) con los integrantes de poblaciones pertenecientes a otras especies. Por tanto, desde un punto de vista genético, se define la especie como la unidad reproductiva, es decir, el conjunto de individuos con capacidad de producir descendencia fértil por cruzamiento entre sus miembros.


Cualquiera que sea el parecido fenotípico entre un grupo de individuos, si los apareamientos entre ellos no producen descendientes (que es lo más habitual) o sólo producen descendientes estériles (como es el caso, por ejemplo, del cruce entre caballos y burros) podemos afirmar que pertenecen a especies diferentes. En algunos casos, cuando las especies que cruzan se han separado hace pocas generaciones (en términos evolutivos), el cruce entre ellas puede que sólo sea estéril en una determinada dirección o que sólo produzca hijos de un determinado sexo (como es el caso del cruce entre las especies Drosophila melanogaster y Drosophila simulans)

Desde una perspectiva evolutiva, las especies son grupos de organismos reproductivamente homogéneos, en un tiempo y espacio dados, pero que sufren transformaciones con el paso del tiempo o la diversificación espacial. Como consecuencia de estos cambios, las especies sufren modificaciones y se transforman en otras especies o bien se subdividen en grupos aislados que pueden convertirse en especies nuevas, diferentes de la original.


Ernst Mayr, afirmaba que las especies se originan de dos maneras diferentes:


· Evolución Filética, cuando una especie E1, después de un largo período de tiempo, se transforma en una especie E2 como consecuencia de la acumulación de cambios genéticos.


· Evolución por cladogénesis: En este caso, una especie origina una o más especies derivadas mediante un proceso de divergencia de poblaciones que puede ocurrir en un período largo de tiempo o súbitamente en unas pocas generaciones.






El proceso contrario a la especiación es la extinción, que es, en definitiva, el destino último de todas las especies, como ya lo ha sido del 99% de las especies que alguna vez existieron en el planeta.


De acuerdo con el propio relato de Darwin, el concepto de selección natural se le ocurrió en 1838 leyendo el "Ensayo sobre el principio de población" de Malthus. Darwin comprendió que todas las poblaciones -no sólo la población humana- están condenadas potencialmente a exceder los recursos de los que depende su existencia. Sólo una pequeña fracción de los individuos que podrían existir, nace, sobrevive y llega a reproducirse. Según Darwin, los que sobreviven son los que se encuentran "favorecidos", para usar su propio término, por ser portadores de ligeras variaciones ventajosas.

Este proceso de mayor supervivencia y reproducción de los "favorecidos" fue llamado por él selección natural, por analogía con la selección artificial practicada por los criadores de animales y plantas domésticos.


La selección natural se define como la reproducción diferencial de genotipos que resulta de las interacciones entre los organismos individuales y su ambiente y, de acuerdo con la Teoría Sintética de la evolución, es la principal fuerza de la evolución. La selección natural puede actuar produciendo cambios o manteniendo la variabilidad dentro de una población.


La selección natural puede operar solamente sobre las características expresadas en el fenotipo. La unidad de selección es el fenotipo completo: la totalidad del organismo. En casos extremos, un sólo alelo puede ser decisivo en la selección pero, generalmente, un fenotipo exitoso es el resultado de la interacción de muchos genes.


Las tres tipos principales de selección natural son la selección normalizadora, la selección disruptiva y la selección direccional. Otro tipo de selección es la selección dependiente de la frecuencia y una quinta categoría es la selección sexual.














Representación esquemática de tres tipos de selección natural que pueden actuar sobre una característica, tal como el tamaño del cuerpo, que varía continuamente a través de toda una población.


Como puede verse, en el caso de (a) selección normalizadora y de (b) selección disruptiva las formas de las curvas cambian a medida que se suceden las generaciones.


La selección normalizadora implica la eliminación de los extremos, produciendo una población más uniforme. En la selección disruptiva, se eliminan las formas intermedias, produciéndose dos poblaciones divergentes. En la selección direccional, una expresión del carácter se elimina gradualmente a favor de la otra. En este caso, la curva se desplaza hacia la derecha en cada generación.


La selección disruptiva tiende a aumentar la variabilidad intra-poblacional y, para ello, favorece a los individuos en ambos extremos de la distribución fenotípica. Este proceso puede causar una discontinuidad en la distribución y una distribución bimodal.


Un ejemplo de este tipo de selección es el del salmón Oncorhynchus kisutch.

En época de cría, la hembra desova y los machos se acercan al nido y vierten su esperma fecundando los huevos. Los machos que logran fecundar los huevos son, por una parte los más grandes, que compiten entre sí (siendo generalmente el ganador el de mayor tamaño) y, por otra parte, los mas pequeños, que exhiben un comportamiento oportunista y logran su objetivo escondiéndose entre las rocas. Como consecuencia, las poblaciones de salmones descienden de dos grupos reproductores claramente diferenciados, y se observa en los machos una gran proporción de los dos tamaños.




En la selección disruptiva las formas a ambos extremos de la variación se ven favorecidas y las formas intermedias se ven perjudicadas.








Pongamos el caso del cascanueces de Camerún (Pyrenestes ostrinus). Tanto las hembras como machos de estos pinzones africanos tienen picos grandes o pequeños, sin tamaños intermedios.









El patrón se mantiene en todo el ámbito geográfico. Si no depende del sexo ni de la geografía ¿a qué se debe entonces? Si subsistieran sólo dos tamaños de pico, la selección disruptiva quizás eliminaría a las aves de picos de tamaño intermedio. Los factores que afectan el comportamiento de alimentación constituyen la clave. Los bosques pantanosos de Camerún causan inundaciones durante la temporada de lluvias; los incendios provocados por juncias resistentes al fuego. Una especie produce blandas y la otra resistentes al fuego. Una especie produce semillas blandas y la otra, semillas duras.


Los pinzones de las Islas Galápagos. También aquí la capacidad de partir semillas duras afecta la supervivencia



Ilustraciones realizadas por Charles Darwin para ilustrar las variaciones del pico de los pinzones de las Islas Galápagos debido a la actuación de la selección natural.


Darwin observó que estas especies de ave eran suficientemente similares como para haber descendido de una sola especie. Aún así, exhibían variaciones disruptivas en el tamaño de su pico. Esta variación estaba relacionada aparentemente con el tamaño de las semillas disponibles en las respectivas islas (picos grandes para semillas grandes, picos pequeños para semillas pequeñas).

Los picos de tamaño medio tenían dificultad para manejar las semillas pequeñas y no eran suficientemente fuertes para romper semillas grandes, por lo que no eran una buena variación.


Todos los Cascanueces de Camerún prefieren semillas blandas, pero las aves de pico largo les es más fácil partir las duras. Durante los episodios recurrentes de sequía unos tipos de ambas semillas tienen un efecto nocivo en el tamaño en el tamaño de pico de la población de cascanueces. En la selección se relega a las aves de tamaño intermedio y ahora todos los picos miden 12 y 15 milímetros de ancho.

En estas aves los picos de un tamaño particular tienen origen genético. En los entrecruzamientos experimentales de dos aves con un pico de tamaño óptimo todos los descendientes tenían un pico de uno u otro tamaño, nada intermedio.




La selección disruptiva tiene un significado importante en la historia del estudio evolucionario, pues fue parte de los casos de los fringílidos observados por Darwin en las islas Galápagos.








Los fringílidos (Fringillidae) son una familia de aves paseriformes abundantes en el hemisferio norte y África.


Suelen poseer un fuerte pico, generalmente cónico, que en algunas especies puede ser de considerable longitud. Poseen un modo de volar característico, basado en ondulaciones. Suelen anidar en árboles, por lo que son más comunes en bosques.







La selección direccional provoca un desplazamiento gradual de un alelo o un grupo por otro, eliminando un fenotipo en favor de otro.


En la selección estabilizadora los fenotipos intermedios se ven favorecidos y se eliminan los fenotipos radicales en ambos extremos de un continuo de variación. La selección normalizadora hace que el reservorio génico sea más homogéneo por eliminación continua de los extremos.


La selección desorganizadora favorece a individuos en ambos extremos de la variación: la selección es en contra del medio de la curva. Esto causa una discontinuidad en la variación, produciendo dos o más fenotipos distintos.


En la selección disruptiva las formas intermedias de los rasgos se suprimen y las formas extremas se ven favorecidas en el continuo de variación. La selección disruptiva separa un único reservorio génico en dos reservorios divergentes seleccionando los tipos extremos de la población a expensas de las formas intermedias.


La selección disruptiva como un tipo de selección natural que favorece a dos formas extremas de una característica, en detrimento de las formas intermedias. Su consecuencia es la diferenciación de dos variantes dentro de una población que, en algunos casos, puede conducir a procesos de especiación.


Se conoce como especiación al proceso mediante el cuál una población de una determinada especie da lugar a otra u otras poblaciones, asiladas reproductivamente de la población anterior y entre sí, que con el tiempo irán acumulando otras diferencias genéticas. El proceso de especiación, a lo largo de 3.800 millones de años, ha dado origen a una enorme diversidad de organismos, millones de especies de todos los reinos, que han poblado y pueblan la Tierra casi desde el momento en que se formaron los primeros mares.





CONCLUSIÓN


Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento.


Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente.


[Darwin, El Origen de las especies].


La selección natural da como resultado la adaptación, con sus varios significados y manifestaciones múltiples. Implica interacciones entre organismos individuales, su ambiente físico y su ambiente biológico -es decir, con otros organismos-


En muchos casos, las adaptaciones que resultan de la selección natural pueden correlacionarse claramente con factores ambientales o con las presiones selectivas ejercidas por otros organismos.


La diversidad de la vida se produce a través de la mutación, es decir, el cambio en la estructura de las moléculas de ADN. Las mutaciones son el origen de la variación de los rasgos hereditarios, que son los que los progenitores transmiten a su descendencia. Los rasgos contienen la mayor parte de los detalles de la forma del cuerpo y su función.


Los miembros de una población se distinguen en los detalles de sus rasgos hereditarios compartidos.


Las formas variables de los rasgos pueden incidir en la capacidad de sobrevivir y reproducirse. Las formas adaptativos dan al portador una ventaja comparativa, por lo cual suelen volverse más frecuentes o se pierden. Por tanto, los rasgos que sirven para definir la población (y la especie) pueden cambiar a lo largo de generaciones sucesivas, esto es, la población puede evolucionar. Se da el nombre de selección natural al resultado de las diferencias de reproducción entre individuos que difieren en uno o más rasgos hereditarios.