Evolución molecular para niños
La evolución molecular es el estudio de cómo cambian las secuencias del ADN a lo largo del tiempo. Imagina que el ADN es como un libro de instrucciones para cada ser vivo. La evolución molecular investiga cómo esas instrucciones cambian, ya sea en una población o entre diferentes tipos de seres vivos que se han separado de un ancestro común.
Esta área de estudio se enfoca en cómo evolucionan los genes y las proteínas. Se pregunta qué tan rápido ocurren los cambios en el ADN (llamados mutaciones) y qué mecanismos controlan estos cambios. La evolución molecular está muy relacionada con la genética de poblaciones y el estudio comparativo de los genomas (todo el ADN de un organismo).
Una idea importante en este campo es la teoría neutralista de la evolución molecular. Al principio, muchos estudios se centraron en si la selección natural o la deriva genética eran más importantes para los cambios en el ADN. Hoy sabemos que ambos factores son muy importantes en este proceso.
Contenido
Principios de la Evolución Molecular
¿Qué son las mutaciones en el ADN?
Las mutaciones son cualquier cambio en la secuencia de los ácidos nucleicos (como el ADN) o en la estructura de los cromosomas. Son cambios permanentes y se pueden transmitir a la siguiente generación. Pueden ocurrir por errores al copiar el ADN durante la división celular, o por la exposición a la radiación, químicos o virus. A veces, también ocurren de forma controlada en la célula, como durante la meiosis.
En los organismos con muchas células (pluricelulares), hay dos tipos principales de mutaciones:
- Mutaciones germinales: Ocurren en las células que forman los gametos (óvulos o espermatozoides). Si estas células mutan, el cambio puede pasar a la descendencia.
- Mutaciones somáticas: Ocurren en el resto de las células del cuerpo. Estos cambios no se heredan a la siguiente generación.
Las mutaciones pueden ser muy pequeñas, afectando solo un nucleótido (como las mutaciones puntuales), o más grandes, afectando partes de los cromosomas (como deleciones o duplicaciones).
Las mutaciones son la fuerza principal de la evolución. Las mutaciones que son perjudiciales suelen ser eliminadas por la selección natural. Las que son beneficiosas tienden a acumularse. Las mutaciones neutrales no afectan las posibilidades de supervivencia de un organismo y pueden acumularse con el tiempo.
¿Cómo funciona la recombinación genética?
La recombinación es el proceso de crear nuevas moléculas de ADN a partir de dos moléculas de ADN diferentes, o de diferentes partes de la misma molécula de ADN. Imagina que tienes dos libros de instrucciones y mezclas algunas páginas para crear una nueva versión. En la recombinación, los cromosomas homólogos (pares de cromosomas similares) intercambian material genético a través de un proceso llamado entrecruzamiento.
Existen varios tipos de recombinación, pero en general, su función es generar nuevas combinaciones de alelos (diferentes versiones de un gen). Esto es importante para la selección natural porque ayuda a que los alelos beneficiosos se fijen en una población y a eliminar los alelos dañinos.
¿Qué es la selección natural?
La selección natural es una idea central en la teoría evolutiva de Charles Darwin. Explica cómo los organismos se adaptan a su entorno, cómo las especies se separan de sus ancestros comunes y cómo surge la gran diversidad de vida.
Para que la selección natural ocurra, se necesitan cuatro condiciones:
- Reproducción: Los organismos tienden a tener muchos descendientes.
- Herencia: Los hijos se parecen a sus padres porque heredan sus características.
- Variación: Los individuos de una misma especie son diferentes entre sí en su forma, funcionamiento y comportamiento.
- Variación en la aptitud: Algunos individuos tienen características que les permiten sobrevivir y reproducirse mejor que otros en su ambiente. Esto significa que tienen más descendientes.
Si estas condiciones se cumplen, la selección natural ocurre automáticamente. Aquellos individuos con características que les dan una ventaja tienen más probabilidades de sobrevivir y pasar esas características a la siguiente generación.
¿Qué es la deriva genética?
La deriva genética es un proceso aleatorio que causa cambios en la frecuencia de los alelos (versiones de un gen) en una población. Imagina que tienes una bolsa con canicas de diferentes colores (que representan alelos). Si sacas solo unas pocas canicas al azar para empezar una nueva bolsa, es posible que la proporción de colores cambie mucho, especialmente si la bolsa original no tenía muchas canicas.
La deriva genética es más notoria en poblaciones pequeñas. Con el tiempo, puede llevar a la pérdida de la diversidad genética en una población. Incluso si todos los individuos tienen las mismas oportunidades de aparearse, sus contribuciones a la siguiente generación pueden variar solo por el azar. Los cambios genéticos debidos a la deriva no son predecibles, pero sí causan cambio evolutivo, incluso sin mutaciones o selección natural.
Causas de cambio en la frecuencia de los genes
Hay cuatro procesos principales que afectan la frecuencia de un alelo (una variante de un gen) en una población:
- Deriva genética: Cambios en la frecuencia de los genes que ocurren por eventos al azar, no por ventajas o desventajas. Es muy importante en poblaciones pequeñas.
- Flujo genético (o migración): Cuando individuos de una población se mueven a otra y se mezclan sus genes. Esto hace que las poblaciones sean genéticamente más parecidas.
- Mutación recurrente: Cuando una mutación aparece una y otra vez, aumentando la frecuencia de un alelo mutante.
- Selección: Especialmente la selección natural, que ocurre cuando algunos individuos sobreviven y se reproducen más que otros debido a sus características. Esto hace que los alelos de esos individuos exitosos aumenten en la población. La selección también puede ser selección sexual, donde la elección de pareja influye en qué genes se transmiten.
Biólogos importantes en la evolución molecular
- Emile Zuckerkandl
- Walter Fitch
- Emanuel Margoliash
- Motoo Kimura — Propuso la teoría neutralista.
- Masatoshi Nei — Estudió la evolución adaptativa.
- Wen-Hsiung Li
- Walter M. Fitch — Trabajó en la reconstrucción de árboles evolutivos.
- Walter Gilbert — Contribuyó a la idea del "Mundo ARN".
- Joe Felsenstein — Desarrolló métodos para estudiar las relaciones evolutivas.
- Susumu Ohno — Investigó la duplicación de genes.
- John H. Gillespie — Estudió las matemáticas de la adaptación.
- Tito Ureta
Véase también
En inglés: Molecular evolution Facts for Kids
