Genética y evolución

Definición de información genética - Genética y evolución

El ADN se encuentra en cada célula que forma un organismo; como es una molécula extremadamente larga, está organizada en estructuras compactas. En condiciones normales se encuentra en forma de cromatina, pero durante la división celular se compacta aún más y se agrupa para formar los cromosomas. Cada cromosoma está formado por cientos o miles de segmentos más pequeños, que contienen la información genética de rasgos específicos (por ejemplo, el color del pelaje de un animal); cada uno de estos segmentos es un gen.

La secuencia de nucleótidos de un gen funciona como un código, llamado código genético, para fabricar una proteína. Sin embargo, los genes no sintetizan directamente las proteínas. El proceso para pasar del gen a la proteína se llama expresión génica, porque las proteínas son el resultado visible de la información contenida en los genes.

En ciertos casos, pueden producirse alteraciones de la información genética (cambios en el ADN) que producen diferencias entre los individuos de una especie. Las principales causas de este fenómeno son las mutaciones y la recombinación genética.

Teoría de la evolución de Darwin - Genética y evolución

La teoría de la evolución por selección natural se atribuye, en gran medida, a Charles Darwin. La expuso en su libro El origen de las especies de 1859, aunque también fue concebida de forma independiente por Alfred Russell Wallace. Aunque en esa época no se conocían los genes, Darwin pudo comprobar que los rasgos se transmitían de padres a hijos en los animales que estudiaba. Entonces, Darwin basó su teoría en las siguientes observaciones:

• Variación: existe variabilidad en los caracteres entre los individuos dentro de las poblaciones; por ejemplo, en la morfología, la fisiología y el comportamiento. Estos caracteres son heredables, es decir, se transmiten de padres a hijos.
• Éxito reproductivo diferencial: estos caracteres variables confieren una aptitud diferencial, lo que significa que conducen a diferentes niveles de éxito en términos de supervivencia y reproducción (algunos individuos tendrán mayor probabilidad de sobrevivir y dejar más descendientes).
• Sobreproducción: en cada generación, cada especie tiene la capacidad de producir más descendientes de los que pueden sobrevivir.
• Límites sobre el crecimiento poblacional: los organismos compiten entre sí por los recursos limitados (alimento, espacio, depredadores, patógenos, etc.).

En resumen, Darwin sostenía que los miembros de una población tienen más probabilidades de ser reemplazados por la descendencia de los padres que tienen rasgos favorables, pues estos les confieren mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse. En otras palabras, de generación en generación, la selección natural promueve que los caracteres favorables aumenten su frecuencia en la población.

Neodarwinismo - Genética y evolución

Aunque Darwin y Mendel fueron contemporáneos, Darwin no conoció el trabajo de Mendel sobre la herencia de caracteres con las plantas de guisantes. Entre los años 1930 y 1950, algunos autores se basaron en nuevos conocimientos descubiertos en sus campos de estudio para actualizar la teoría de la evolución por selección natural de Darwin, la cual denominaron teoría sintética o neodarwinismo (también se le conoce como síntesis moderna de la evolución). El nombre de teoría sintética se debe a que sintetiza o integra nuevas contribuciones, principalmente de los campos de la genética, la paleontología y la sistemática. Las principales disciplinas que contribuyeron al neodarwinismo y sus aportaciones fueron las siguientes:

• Genética: es la ciencia que estudia los genes, la composición genética de los individuos, su variación y cómo son heredados. Importantes descubrimientos en esta disciplina ayudaron a sentar las bases genéticas de la herencia (leyes de la herencia, genes, mitosis, meiosis y genética de poblaciones). El desarrollo de la genética ayudó a explicar cómo se transmiten las variaciones y sus causas (mutación y recombinación genética).

• Paleontología: el estudio de restos fósiles apoyó la idea de Darwin de que los cambios evolutivos se dan gradualmente.
• Biogeografía: el estudio de la distribución de los organismos en la Tierra, así como adelantos en sistemática (estudio de la identificación y clasificación de los organismos), apuntaron a la población como unidad evolutiva —en lugar del individuo, como sugirió Darwin—.

Genética de la evolución - Genética y evolución

Aunque ahora sabemos que la evolución tiene una base genética, la biología evolutiva y la genética se desarrollaron como disciplinas separadas desde sus inicios, debido a que Darwin y Mendel trabajaron separadamente sin conocer los descubrimientos del otro. Además, no fue sino hasta décadas después que los biólogos entendieron la relación entre los principios de la herencia y el proceso de evolución. De este modo, la genética (fundada en los trabajos de herencia de Mendel) fue incluida como una parte integral de la teoría sintética de la evolución descrita arriba.

Pero, ¿qué quiere decir que la evolución tenga una base genética? Definamos primero la evolución para entenderlo.

Estos cambios en los caracteres tienen un origen genético. Por ese motivo se dice que la evolución tiene una base genética.

Para estudiar las diferencias genéticas entre individuos, debemos hacerlo a nivel de población.

Así nació la genética de poblaciones, que es el estudio de la variabilidad genética entre individuos dentro de una población y entre poblaciones, así como de los mecanismos evolutivos que influencian esta variabilidad. Los hallazgos en esta disciplina ayudaron, en gran medida, a comprender mejor el proceso evolutivo.

Asimismo, para entender la evolución debemos estudiar la rama de la genética de la evolución o genética evolutiva, que se fundamenta en parte en la genética de poblaciones. La genética evolutiva incluye el estudio de procesos fundamentales que ocurren tanto a nivel del individuo (como la mutación y la selección natural) como a nivel poblacional (variabilidad genética, deriva genética, flujo génico, especiación o evolución).

Evolución y biodiversidad - Genética y evolución

Dado que cada individuo posee rasgos ligeramente diferentes, se deduce que cada individuo tiene un nivel de aptitud ligeramente diferente en relación con el entorno.

Diferentes procesos evolutivos, como la selección natural, la selección sexual, la deriva genética y el flujo génico actúan sobre la variabilidad en la población, dando lugar a que algunos caracteres sean más comunes y otros menos frecuentes. De esta forma, con el tiempo, las poblaciones se adaptan a su entorno.

A medida que las poblaciones se especializan cada vez más en sus entornos específicos, aisladas de otras poblaciones, se van diferenciando entre ellas y pueden convertirse en especies distintas. Este proceso de conoce como especiación; la enorme cantidad de especies y diversidad que hay en el planeta es el resultado de este proceso.