Ecologia. Cómo define la estructura genética de una población?

1. Cómo define la estructura genética de una población? Desde la genética del paisaje y desde la genética de poblaciones?,

Se entiende la estructura genética de una población como la cantidad y la distribución de la variación genética representada tanto en el tipo de alelos presentes, como en sus frecuencias relativas. Viene determinada por su historia evolutiva y será consecuencia de las interacciones entre los factores que condicionan la evolución de las poblaciones, de la estructura de la población y por procesos genéticos como mutaciones, selección y recombinación (Slatkin, 1994).

La genética del paisaje permite describir, analizar y explicar la forma en la que interactúan características del paisaje y aspectos de estructura y variabilidad genética en individuos y poblaciones, para determinar la relación entre el ambiente y la diferenciación genética entre poblaciones o grupos de individuos. Tales variaciones en las frecuencias alélicas entre poblaciones son relacionadas con aquellas variables microevolutivas como el flujo genético, la selección, deriva genética, donde además es posible relacionarlas con variables ecológicas ambientales (temperatura, humedad, altitud etc.), por tanto la estructura genética está determinada tanto por componentes ambientales como del paisaje (Garrido Garduño & Vázquez Domínguez, 2013).

2. El flujo génico es un componente fundamental de la estructura poblacional, porque determina hasta qué punto cada población local de una especie es una unidad evolutiva independiente. Explique dicha afirmación.

El flujo génico se refiere a todos los mecanismos que generan movimiento de genes de una población a otra. Este movimiento puede generarse entre las poblaciones de una misma especie y verse reflejado en un alto o bajo grado de intercambio, por tanto resulta ser una importante fuente de variación genética. Por tanto, al estudiar el flujo génico es posible determinar si las poblaciones de una misma especie evolucionan de manera conjunta (alto flujo génico) o si por el contrario el proceso ocurre independientemente ocasionando divergencia y estableciendo linajes evolutivamente independientes (bajo flujo génico), por tanto permite determinar hasta qué punto cada población local de una especie es una unidad evolutiva independiente (Slatkin, 1994).

Por medio de diferentes sucesos que puedan intervenir con el flujo génico es posible predecir especiación dentro de una población de una especie, dado que el movimiento génico permite un intercambio de genes entre las poblaciones logrando estabilidad en la estructura génica. Sin embargo si existen fuerzas perturbadoras como la selección natural o la deriva genética, la estructura genética, así como también el flujo génico, cambiará entre las poblaciones logrando los primeros pasos de distanciamiento que podrían culminar en especiación.

3. ¿Cuáles son y explique las fuerzas que permiten el mantenimiento de la estructura genética de una población en el tiempo y en el espacio?

Las fuerzas que permiten el mantenimiento de la estructura génica de una población en el tiempo y en el espacio son: flujo génico conformando las fuerzas estabilizadora, la deriva genética y selección natural como fuerzas perturbadoras.

• El flujo génico es la transferencia de alelos de genes desde una población a otra gracias a este intercambio de genes favorece la homogenización por lo que se considera una fuerza evolutiva estabilizadora (Planter, 2007).
• La deriva genética es un mecanismo de la evolución en el que las frecuencias alélicas cambian a lo largo de varias generaciones debido al azar (errores de muestreo). Este proceso puede suceder en todas las poblaciones cuyo tamaño no es infinito pero sus efectos se reflejan fuertemente en las poblaciones pequeñas. Como resultado puede haber pérdida de algunos alelos (incluso aquellos que son beneficiosos) y fijación el aumento de frecuencia de otros alelos (Planter, 2007)
• La selección natural es considerada como una ventaja reproductiva proporcionada por las condiciones del entorno a individuos que tienen un carácter ventajoso con respecto al medio ambiente. en este proceso aquellos individuos con aquel carácter ventajoso (mejor adaptados) desplazan en frecuencia alélica a aquellos con tal carácter ausente mediante la acumulación lenta de cambios genéticos favorables en la población a lo largo de las generaciones.

tanto la deriva genetica como la selección natural causan cambios en la estructura genica de las poblaciones, mientras el flujo genico provoca que el intercambio genetico sea constante. Estas fuerzas pueden proveer estabilidad por balance de fuerzas pero en general estas fuerzas pueden realizar grander cambios que podrían incluso terminar en la generación de nuevas especies.

4. ¿Qué entiende por potencial de estructura genética?

Hace referencia a la cantidad y distribución de las variaciones genéticas, determinadas por la estructura del ADN y  que pueden manifestarse o no, además  definen  ciertas características no solo fisiológicas si no sociales de las especies y que determinan la capacidad de los individuos para adaptarse y sobrevivir dentro de un población, permitiendo conocer de manera representativa los niveles de variación genética en las poblaciones naturales.

5. ¿Cuál es el papel que juega los marcadores genéticos en el estudio de la estructura genética de las poblaciones? Explique con ejemplos.

Los estudios con marcadores genéticos permiten comprender, comparar y demostrar las variaciones en la estructura genética de las poblaciones abriendo la posibilidad de identificar regiones asociadas a patrones de cambio dentro de las poblaciones y diferencias entre individuos, poblaciones y especies.

En 1966, un ex alumno de Dobzhansky, Richard Lewontin[1], junto con un biólogo molecular, John L. Hubby, decidieron aplicar una sencilla técnica molecular para el estudio de la variación en las poblaciones naturales, llamada electroforesis de isoenzimas o alozimas , que básicamente consiste en separar proteínas según su carga y su tamaño usando un campo eléctrico; estas proteínas son codificadas por genes de herencia mendeliana y se pueden analizar usando la teoría más básica de la genética de poblaciones. En su estudio Lewontin y Hubby  analizaron 18 loci (genes), 9 de los cuales resultaron polimórficos en D. pseudoobscura. El estudio reveló altos niveles de variación genética, abriendo de manera democrática el campo de la genética de poblaciones empírica. (Eguiarte, et al, 2013).

Un ejemplo más reciente de la aplicación de los marcadores genéticos consiste en detectar polimorfismos del ADN nuclear.   Los microsatélites son marcadores muy populares en los estudios de caracterización genética del ganado (Sunnucks, 2001). Su alta tasa de mutación y naturaleza codominante permiten la estimación de la diversidad genética dentro y entre razas, así como la mezcla genética entre razas incluso si están estrechamente emparentadas.

6. Diferencie el concepto de poblaciones locales y el concepto de metapoblaciones, presente ejemplos.

Las poblaciones locales o subpoblaciones son grupos discretos que ocupan un solo parche de hábitat (parcialmente aislados) cuyos individuos se cruzan únicamente entre sí, aunque biológicamente les es posible reproducirse también con todos los demás miembros de la especie. Por otro lado las metapoblaciones son un conjunto de subpoblaciones (agrupa las poblaciones locales), que pueden ser abiertas, discontinuas, pueden tener una dinámica independiente y pueden estar separados en tiempo y espacio. En ecología hace referencia a las poblaciones que actúan como una población fragmentada.

Ejemplo de metapoblaciones son el coral Porites panamenis (Verrill, 1866), se distribuye ampliamente en el Pacífico Oriental Tropical y particularmente habita en el Golfo de California desde la parte norte (31°N) hasta Cabo San Lucas (23°N) (Reyes-Bonilla y López-Pérez, 1998) dichos individuos, dentro de su ámbito de distribución, forman agregaciones de colonias de manera discreta, es decir, no los podemos encontrar en todo lugar. Si eligiéramos a la “población” o agregación de colonias más norteña, según dicho esquema, podría ser considerada como una población, porque a primera vista son individuos que habitan en el mismo tiempo y espacio. Por lo tanto con la misma posibilidad de interactuar unos con otros; sin embargo, no existen evidencias de que se reproduzcan localmente. Adicionalmente, dichas “poblaciones” se extinguen periódicamente (Reyes-Bonilla, UABCS. com. pers. 1999).

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