SELECCIÓN NATURAL

La teoría evolutiva de Darwin

Las ideas de Lamarck tuvieron una aceptación general hasta mediados del siglo XIX, cuando el naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882) publicó su teoría respecto de la evolución de las especies. Gracias a las observaciones que efectuó por el mundo, junto con antecedentes provenientes de otras áreas, Darwin publicó en 1859 el libro titulado Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural, o la conservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida.

Una de las principales ideas de la teoría elaborada por Darwin provino de la sociología: Thomas Malthus afirmaba que los recursos alimenticios podían, en el mejor de los casos, aumentar en progresión aritmética (1, 2, 3, 4, 5,…), mientras que la población humana lo hacía en progresión geométrica (1, 2, 4, 8, 16,…), es decir, las poblaciones crecen más rápido que los recursos de los cuales se alimentan. Darwin consideró que si en la población nacen más individuos de los que los recursos ambientales pueden sostener, debería existir entre ellos una lucha por sobrevivir.

Además, Darwin estudió el proceso de selección artificial que llevan a cabo los criadores de animales, por medio del cual aumenta o disminuye la “magnitud” de una determinada característica fenotípica en un grupo de organismos, como, por ejemplo, el tamaño de puesta en las gallinas, la cantidad de leche producida por vacas, o el tamaño de semillas de vegetales, debido a que las personas eligen, generación tras generación, los individuos que presentan las características de interés y los reproducen entre sí.

Selección natural

El mecanismo evolutivo central propuesto por Darwin se resume en las siguientes ideas:

  • Los individuos que conforman una especie presentan variaciones entre sí.
  • Entre los individuos hay una lucha por la existencia, impuesta por las restricciones ambientales (recursos limitados).
  • Solo sobreviven aquellos individuos cuyas variaciones los hacen más “ventajosos” en comparación al resto, los cuales podrían llegar a la edad adulta y reproducirse.

De esta manera, el ambiente favorecerá la sobrevivencia y/o reproducción de los individuos más aptos frente a las condiciones limitantes del ambiente, los cuales serán seleccionados por la naturaleza. Así, su proporción aumentaría de generación en generación y las variaciones favorables se preservarán en la población. Este es el mecanismo de selección natural que explicaría cómo evolucionan las especies.

Condiciones necesarias para que opere la sección natural

La teoría de la evolución por selección natural se basa en tres principios clave: variabilidad fenotípica, adecuación biológica diferencial y heredabilidad.

Variabilidad fenotípica

Corresponde a las diferencias fenotípicas entre los organismos de una población. La variabilidad es clave en el mecanismo de selección natural, ya que frente a condiciones ambientales que imponen restricciones a los seres vivos, algunos de ellos morirán o tendrán menor capacidad de sobrevivencia y reproducción (adecuación biológica), debido a que no poseen el mismo fenotipo.

Adecuación biológica diferecial

Está asociada con la variabilidad fenotípica, vale decir, ciertos organismos en una población poseen un rasgo fenotípico en un estado (o variante) que les confiere menor adecuación biológica; en cambio, otros miembros de la población presentan el mismo rasgo, pero con otro estado (otra variante), que les permite mayor adecuación biológica.

Heredabilidad

Los individuos de una población heredan sus características de sus progenitores. Así, la herencia de los rasgos fenotípicos que otorgan a los organismos una mayor adecuación biológica constituye un elemento clave en la selección natural, ya que si los rasgos por los cuales algunos individuos han sido “favorecidos” son heredables, estos serán transmitidos a las siguientes generaciones, de modo que la proporción de individuos con rasgos ventajosos para sobrevivir en el ambiente aumentaría de generación en generación.

Otras teorías de Darwin

Además de argumentar a favor de la selección natural como mecanismo a través del cual se produce la evolución (teoría de la selección natural), otras de las teorías que Darwin desarrolló son las siguientes: diferentes tipos de organismos descienden de un antepasado común (teoría de la ascendencia común), las especies se multiplican con el tiempo (teoría de la especiación) y que la evolución se produce por el cambio gradual de las poblaciones (teoría del gradualismo).

Teoría sintética de la evolución

Darwin formuló la teoría de la selección natural sin fundamentos genéticos que explicaran el origen de la variabilidad y los mecanismos de transmisión hereditaria de la misma. En esa época, los trabajos sobre la herencia realizados por Mendel aún eran desconocidos para la comunidad científica. Fue a comienzos del siglo XX, después del redescubrimiento de dichos trabajos, cuando la teoría darwinista sufrió ciertas modificaciones, dando lugar a la teoría sintética de la evolución.

La teoría sintética de la evolución o neodarwinismo integra la genética mendeliana, la genética de poblaciones y la selección natural de Darwin, proponiendo los siguientes mecanismos:

  • La variabilidad en una población se produce por cambios en la composición genética de la especie o mutaciones. Esta variabilidad genética es incrementada por los procesos de recombinación genética.
  • La selección natural elimina a aquellos individuos que por su información genética son menos aptos, con lo cual, los genes involucrados en la expresión de estos fenotipos “desventajosos” también son eliminados o reducen su frecuencia en la población.
  • Las características que tienen valor adaptativo, llamadas adaptaciones, se transmiten a la generación siguiente, con lo cual los genes involucrados en su expresión aumentan su frecuencia en la población, generación tras generación.

Enfoque poblacional de la selección natural

El desarrollo de la genética de poblaciones integrada a la teoría sintética de la evolución, permite examinar el escenario poblacional en el cual ocurre la selección natural.

Reserva genética

El conjunto de genes de una población, con todas las variaciones (alelos) que pueden producirse por mutación y por nuevas combinaciones en el genotipo (por recombinación genética), es llamado acervo genético o reserva genética de una población. El conjunto de genes de cada individuo en las poblaciones y el ambiente involucrado en su expresión, determinan los rasgos del fenotipo. La selección natural actúa sobre los individuos, específicamente sobre rasgos de su fenotipo, que aumentan o disminuyen su frecuencia dependiendo del escenario ambiental.

En este sentido, el acervo genético se ve sometido de modo más indirecto a la acción de la selección natural, ya que los rasgos fenotípicos asociados a una menor adecuación biológica reducen la frecuencia de los alelos que los expresan en la población, al contrario de lo que ocurre con los rasgos del fenotipo que otorgan mayor adecuación biológica. Así, los individuos portadores de una combinación de alelos “desfavorables” tendrán una descendencia menos numerosa en el transcurso de las generaciones, por lo que la representación de sus alelos irá disminuyendo e incluso puede desaparecer en las generaciones siguientes.

Por el contrario, aquellos individuos que portan una combinación de alelos “favorable” podrán vivir mejor y más tiempo, lo que aumenta su probabilidad de reproducirse: sus descendientes serán más numerosos y, probablemente, las siguientes generaciones de la población estarán constituidas principalmente por individuos que portan la combinación de alelos “favorable”.

Contexto poblacional

Por lo tanto, en el contexto poblacional, la variabilidad sobre la cual actúa la selección natural se expresa como la proporción de individuos de la población que poseen uno u otro alelo de un gen. La selección natural favorecería un alelo por sobre otro, debido a que al aumentar la frecuencia de los rasgos fenotípicos heredables que mejoran la adecuación biológica, se incrementa la frecuencia alélica de los genes involucrados en la expresión de tales rasgos. Por lo tanto, la selección natural contribuye a determinar cambios en la proporción de alelos (frecuencia génica) en la población. De acuerdo a lo anterior, la evolución consiste en el cambio en la proporción de alelos del conjunto de genes de una población a lo largo de las generaciones.

Tres formas básicas de selección natural según los efectos en la población

Según los efectos en la población, a lo largo del tiempo, se reconocen tres formas básicas de selección natural: la selección estabilizadora, la selección direccional y la selección disruptiva. La selección estabilizadora se caracteriza porque favorece a aquellos individuos que expresan el valor promedio de un rasgo. Como consecuencia, después de algunas generaciones, la frecuencia del rasgo en la población se reduce, por lo que la población se hace cada vez más uniforme. La selección direccional tiene lugar cuando los individuos de uno de los extremos de la distribución de características dentro una población tiene mayor eficacia biológica y son favorecidos. Como consecuencia, la frecuencia del rasgo en la población se desplaza en esa dirección. En la selección disruptiva se favorece a aquellos individuos que expresan los rasgos más extremos en la población, reduciendo la representación de los rasgos que se ubican en torno al promedio.