Definición de Equilibrio Genético

Equilibrio genético es un término utilizado para describir una condición de frecuencias alélicas estáticas o inmutables en una población a lo largo del tiempo. Por lo general, en una población natural, las frecuencias de los alelos tienden a cambiar a medida que pasan las generaciones y diferentes fuerzas actúan sobre una población. Esto podría ser causado por muchos factores, incluyendo la selección natural, la deriva genética, la mutación y otros que cambian a la fuerza la frecuencia de los alelos. Sin embargo, si una población está en equilibrio genético, estas fuerzas están ausentes o se anulan entre sí. Los ejemplos a continuación muestran el equilibrio genético desde un contexto de modelado y en un contexto natural.

Ejemplos de Equilibrio Genético

Equilibrio de Hardy-Weinberg

Al modelar la dinámica de poblaciones, los científicos a menudo utilizan el modelo de Hardy-Weinberg. Esta ecuación toma las frecuencias de los alelos en una población y las multiplica utilizando los principios del cuadrado de Punnett para simular la distribución de los alelos durante el apareamiento. Una imagen de este modelo se puede ver a continuación.

en Este diagrama se sigue un gen, que tiene dos alelos (a) y (a). La frecuencia alélica de cada alelo está representada por la » p «y la «q». Según el modelo de Hardy-Weinberg, estas frecuencias alélicas no cambiarán de generación en generación sin influencias externas. En otras palabras, un equilibrio genético ocurre en ausencia de cosas como la selección natural y la deriva genética. Si (A) y (a) son los únicos alelos en el sistema, las frecuencias de (A) añadidas a (a) deben ser 1. Por lo tanto, en un sistema en equilibrio genético, la frecuencia de los genotipos en la descendencia puede estimarse multiplicando las frecuencias alélicas. Los individuos dominantes homocigotos (AA) se pueden estimar por p2 o la frecuencia de (A) al cuadrado. Lo mismo es cierto para los individuos recesivos homocigotos (aa); en equilibrio genético se pueden estimar por q2. Los individuos heterocigotos se pueden estimar por 2 pq. En el equilibrio genético, la suma de todas las frecuencias genotípicas para cada gen es 1. En términos matemáticos: p2 + 2pq + q2 = 1.

A principios de 1900, la ciencia de la herencia era un campo nuevo y emocionante. Gregor Mendel había demostrado en la década de 1800 que los organismos portan dos copias de cada gen. Estas copias pueden venir en diferentes formas o alelos. Sin embargo, los científicos todavía estaban lidiando con las preguntas más amplias de cómo los alelos cambian con el tiempo. Uno de los problemas fundamentales en ese momento era comprender cómo los genes interactuaban entre sí, especialmente los genes dominantes y recesivos. Algunos asumieron que el alelo dominante aumentaría naturalmente en una población. Esto fue refutado de forma independiente por varios científicos que utilizan las matemáticas. Sin embargo, solo Hardy y Weinberg comúnmente obtienen su nombre unido a la ley. El equilibrio genético en esta situación idealizada se conoce comúnmente como equilibrio de Hardy-Weinberg.

Equilibrio genético debido a la Selección de Equilibrio

En la naturaleza, las cosas nunca son tan perfectas como las suposiciones hechas en el modelo de Hardy-Weinberg. Esto no significa que el equilibrio genético no pueda existir. De hecho, es fácil idear un escenario en el que se mantenga el equilibrio genético frente a la selección natural. La selección simplemente debe aplicarse por igual a los diferentes alelos presentes. De esta manera, la frecuencia de los alelos se mantendrá y la población permanecerá en equilibrio genético.

Esto puede ser demostrado por un hipotético grupo de animales. Para nuestros propósitos, consideraremos una población de saltamontes, con solo dos alelos para el gen que codifica su color. Un alelo codifica para verde: Cg. El alelo Cb codifica para marrón. Los individuos homocigotos para cualquiera de los alelos serán de ese color. Sin embargo, en nuestro caso hipotético, simule que los individuos heterocigotos (CgCb) se vuelven en parte verdes y en parte marrones. Un campo está lleno de estos saltamontes, con partes iguales de cada tipo de saltamontes.

Ahora, se introduce un nuevo depredador en el campo. Un pájaro se abalanza sobre el campo, recogiendo saltamontes a medida que avanza. El ave utiliza la visión de color para elegir a su presa, y los saltamontes verdes y marrones sólidos se capturan fácilmente. Los saltamontes heterocigotos tienen un camuflaje natural, y no pueden ser vistos por las aves. Claramente, estas variedades se seleccionarían con el tiempo. Eventualmente, esto cambiará la distribución de genotipos. Sin embargo, siempre y cuando los homocigotos se seleccionen por igual, las frecuencias alélicas no cambiarán. Mientras se come el organismo, la proporción total de alelos no cambiará porque los heterocigotos se seleccionan y contienen ambos alelos, preservando la proporción. Por lo tanto, el equilibrio genético se mantiene incluso frente a esta selección de equilibrio.

Equilibrio Genético aleatorio

Hay una amplia variedad de fuerzas que actúan sobre la genética de poblaciones. Si bien Hardy-Weinberg asume que estas fuerzas no están funcionando, es igualmente probable que se anulen entre sí. Hardy-Weinberg asume que la población no está experimentando selección, mutación, o cualquier inmigración o emigración que alteraría las frecuencias alélicas. Al igual que con los saltamontes, es fácil inventar una situación en la que estas fuerzas podrían equilibrarse entre sí y mantener las frecuencias alélicas.

Mientras que una fuerza de selección puede estar tratando activamente de eliminar un alelo de una población, la mutación puede mantenerlo en la población. Esto es cierto para muchas condiciones genéticas creadas por alelos que no funcionan. La selección naturalmente intenta reducir estos alelos mutados, pero la tasa de mutación puede mantener la enfermedad en algún nivel básico en una población. Este sería un caso de equilibrio genético, causado por una confluencia de varios factores. También se puede ver cómo la mutación podría reemplazarse fácilmente por una variedad de otros factores que podrían servir para el mismo propósito.

Prueba

1. Un científico está observando una pequeña población de armadillos. Con el tiempo, las frecuencias alélicas de esta pequeña población cambian de lugar, pero el científico no puede identificar la causa del cambio. No parece ser selección natural de ningún tipo. ¿Cuál de las siguientes razones es la razón por la que la población no está en equilibrio genético?
A. Deriva genética
B. Un nuevo depredador está desplazando los alelos
C. El científico es malo midiendo

2. Un compañero de clase suyo intenta argumentar que el equilibrio genético es la prueba de que al menos algunas poblaciones no evolucionan. ¿Qué les dices?
A. ¡Son correctos!B. La evolución es un proceso a lo largo del tiempo, donde el equilibrio es solo un punto en esa línea de tiempo C. Equilibrio significa que la evolución ha terminado

3. Hay 8 caracoles en una población. Hay dos caracoles blancos, seis caracoles rosados y dos caracoles rojos. Los caracoles rosados son los heterocigotos. ¿Esta población está en equilibrio?
Sí
B. No
C. No hay suficiente información