Selección natural
La selección natural es una presión que hace que los grupos de organismos cambien con el tiempo. Los animales heredan su genética de sus padres o antepasados y el medio ambiente cambia constantemente. Por tanto, ningún organismo está perfectamente adaptado a su entorno. Por tanto, la selección natural influye constantemente en la evolución de las especies.
Explicación de la selección natural
Incluso si uno de los padres se adaptara perfectamente al entorno, el entorno cambiará, dejando a la descendencia inadaptada al entorno. Debido a que hay muchos animales y pocos recursos, solo los organismos mejores y más aptos pueden reproducirse. La selección natural actúa contra todos los organismos, y se puede considerar como el medio ambiente y las fuerzas que actúan para evitar que los organismos sobrevivan y se reproduzcan. Por lo tanto, los organismos que pueden sobrevivir también pueden transmitir su ADN a la siguiente generación. Esto «selecciona» esas secuencias de ADN.
Afortunadamente para todos los organismos, la variabilidad genética hace que cada individuo sea ligeramente diferente. Estas ligeras diferencias en el rendimiento pueden dar lugar a diferencias en la cantidad que cada individuo reproduce. Al reproducirse más, un individuo crea más variaciones genéticas que le ayudaron a tener éxito. La descendencia de estos individuos también se beneficiará de las variaciones genéticas que permitieron que sus padres tuvieran éxito. Los organismos sin estas adaptaciones genéticas no se reproducirán tanto y, de esta manera, sus líneas algún día dejarán de existir. La naturaleza ejerce constantemente una fuerza selectiva sobre las diferentes combinaciones genéticas que intentan reproducirse, y de esta manera, la selección natural es el principal motor de la evolución.
Ejemplos de selección natural
Ejemplo de selección estabilizadora
Para estabilizar la selección, imagine una población de ratones que vive en el bosque. Algunos de los ratones son negros, algunos son blancos y algunos son grises. Si los ratones no tuvieran depredadores y ninguna otra fuerza que actuara sobre el color de su pelaje, no tendría ninguna razón para cambiar y solo cambiaría aleatoriamente en respuesta a ciertas mutaciones en el ADN. Sin embargo, ese no es el caso de estos ratones. Tienen muchos depredadores.
Los zorros y los gatos domésticos se aprovechan de los ratones durante el día. Durante la noche, los búhos y otros depredadores recorren la oscuridad para cenar. De cualquier manera, los ratones están en una posición difícil. Pero no todos los ratones enfrentan el mismo riesgo en todo momento. Durante el día, los ratones negros son mucho más fáciles de detectar y los depredadores comen más ratones negros. Los ratones blancos se destacan por la noche. Esto significa que los búhos comen más ratones blancos por la noche. Los ratones grises son los únicos que sobreviven más tanto de día como de noche. Para la próxima generación, habrá muchos menos ratones blancos y negros para reproducir.
Después de algunas generaciones de fuerte presión selectiva, toda la población podría volverse gris. Depende completamente de la composición genética del rasgo, pero en algunos casos, se selecciona un rasgo único y el resto se pierde de la población. En otros casos, los colores del pelaje blanco y negro podrían convertirse en rasgos raramente vistos. Conservar los rasgos puede ser una ventaja cuando los depredadores cambian. Por ejemplo, si todos los búhos y depredadores nocturnos desaparecieran, sería más beneficioso ser negro. Los ratones negros luego despegarían y se volverían más frecuentes en la población.
Ejemplo de selección direccional
Es importante considerar diferentes rasgos en la misma población de animales. Imagínese de nuevo la población de ratones que viven en el bosque. En lugar de su color, considere un rasgo que se ejecuta en una escala continua. Imagine que los ratones varían en tamaño, desde un ratón de tamaño normal hasta algo mucho más grande que una rata. Aunque los ratones son de la misma especie, crecen en muchos tamaños diferentes. Los depredadores, sin embargo, lo pasan fatal tratando de atrapar y comerse al más grande de los ratones. Los ratones grandes no solo pesan más, sino que también pueden defenderse. Los ratones más pequeños están en su mayoría indefensos y proporcionan el bocadillo del tamaño perfecto.
Si este fuera el caso, y nada los detendría, los ratones serían mucho más grandes. Esta es la selección direccional. Esto es probablemente lo que sucedió en el caso del capibara , un roedor gigante de América del Sur. Como nuestros roedores ficticios, las presiones de su entorno han hecho que sean mucho más grandes que cualquier otro roedor conocido por el hombre. Muchos roedores encuentran diferentes ventajas en ser pequeños, razón por la cual la mayoría de los roedores han mantenido un cierto tamaño. Estas ventajas podrían ser tan simples como la capacidad de esconderse o la disponibilidad de alimentos, pero a los animales de ciertos tamaños les va mejor por diferentes razones y las poblaciones pueden cambiar de tamaño con el tiempo.
Ejemplo de selección diversificada
Bien, la última vez con los ratones. Pero esta vez, considere un nuevo rasgo en la población. Imaginemos que a algunos de los ratones les empiezan a crecer colgajos de piel entre las patas delanteras y traseras. Efectivamente, hace un paracaídas que les permite deslizarse lejos de los depredadores. A los ratones que tienen las solapas de piel les va muy bien y casi siempre pueden escapar de los depredadores. Del mismo modo, los ratones sin solapas evitan los árboles y los espacios abiertos en los que se aventuran los ratones con solapas, y son mucho mejores para esconderse de los depredadores. La fuerza selectiva más grande es contra los ratones del medio.
Sin la capacidad de deslizarse, los ratones en algún lugar intermedio no pueden escapar de los depredadores a un ritmo que les ayude a cosechar los beneficios de los árboles. Al mismo tiempo, las medias aletas les dificultan correr y esconderse de los depredadores. Debido a esta debilidad, se comen muchos más de estos ratones de la mitad del espectro. Esto comienza a dividir a la población en dos rasgos distintos. Eventualmente, esto puede llevar a que los ratones se conviertan en una especie completamente diferente.
Es posible que así sea como los murciélagos se convirtieron en los únicos roedores voladores. Al igual que el escenario imaginario descrito, hay roedores reales que no vuelan, algunos que pueden planear y murciélagos. Si bien el ancestro común entre todos estos animales podría no haber sido llamado roedor, todos son mamíferos. Al igual que nuestro escenario imaginario, la selección diversificada podría haber causado que la población del antepasado común cambiara y se separara. En el mundo real, las presiones selectivas son mucho más complejas y solo podemos adivinar la relación histórica exacta entre los animales.
Ejemplo de selección sexual
Mira un pavo real. Intenta imaginar un uso funcional de esa ridícula cola. ¿Perplejo? Los científicos también lo fueron hasta que se explicó el mecanismo de la selección sexual. Esta forma de selección natural a veces puede seleccionar adaptaciones funcionales, pero a menudo produce adaptaciones extrañas que solo sirven para atraer parejas. En el caso del pavo real, la cola colorida se usa en una exhibición destinada a atraer a las hembras. Se prefieren los machos con colas más grandes y colores más deslumbrantes a los machos con colas pequeñas. Esta preferencia peculiar parece no tener una relación real con el éxito que los machos podrían tener en la recolección de alimentos y la reproducción, pero debido a la preferencia de las hembras, todos los pavos reales machos tienen colas grandes y coloridas.
Curiosamente, este patrón de machos que se vuelven los más decorados de los géneros es válido para muchas especies de aves. Los patos machos, muchas aves tropicales machos e incluso el gorrión común macho están mucho más decorados que sus contrapartes hembras. Esto también se ve en algunos reptiles. De hecho, muchos animales han adaptado exhibiciones o métodos extraños para decorar su nido para atraer parejas. La selección puede funcionar en ambos sentidos y depende principalmente de qué sexo puede ser más selectivo en la selección de pareja.
Ejemplo de selección depredador-presa
El depredador terrestre más rápido es el guepardo. Los guepardos no se volvían extremadamente rápidos sin ninguna razón. La principal presa del guepardo, el antílope, también es rápido. Cuál fue el primero en ser rápido seguirá siendo un misterio para siempre, pero el hecho es que estas dos especies se impulsan mutuamente para ser más rápidos.
Los guepardos más rápidos experimentan una ventaja sobre otros guepardos, ya que capturan más antílopes y pueden mantener a una familia mucho más grande. Eventualmente, los guepardos lentos morirán y la población de guepardos rápidos explotará atrapando antílopes. La población de antílopes, que responde a la nueva selección, también tiene más éxito cuando son lo suficientemente rápidos para evitar a los guepardos. Por lo tanto, la población de antílopes también se selecciona direccionalmente para animales más rápidos.
Los científicos teorizan que este toma y daca entre las poblaciones de depredadores y presas es responsable de dar forma a muchos de sus rasgos definitorios. De hecho, los científicos estaban desconcertados por el hecho de que existiera el berrendo americano, una especie que se parece al antílope en tamaño y velocidad, considerando la falta de guepardos en América del Norte. Sin un depredador lo suficientemente rápido para atraparte, en cierto punto la velocidad adicional no es una gran ventaja. Los científicos permanecieron desconcertados hasta que se encontraron los fósiles de un depredador parecido a un guepardo en América del Norte. A diferencia de los guepardos de África, los guepardos de América del Norte no sobrevivieron a la expansión humana y el berrendo se queda sin depredador.
Principios de la selección natural
Existe una increíble variedad de fuerzas selectivas en el mundo natural, que van desde la competencia entre especies, la dinámica depredador-presa y la selección sexual entre los diferentes géneros. La característica definitoria de la selección natural es que es una fuerza que permite que algunos organismos se reproduzcan más que otros. La selección natural no siempre conduce a la respuesta «correcta», como algunas personas tienden a pensar.
La selección natural es un proceso imperfecto. No puede crear nuevo ADN de forma espontánea o cambiar el ADN que se le da de manera significativa. Solo puede ralentizar o detener la reproducción de algo de ADN mientras permite que persista otro ADN. Cada población tiene la oportunidad de adaptarse, migrar a diferentes condiciones o extinguirse frente a la selección natural.
El proceso de selección natural analiza el ADN que se le proporciona, con las mutaciones menores y la recombinación que se produce durante la replicación, y simplemente no deja pasar algo de ADN. A veces, la pantalla es aleatoria, como en un rayo que mata a un solo árbol. Otras veces, la pantalla está sesgada hacia ciertos tipos de organismos, lo que provoca que se produzca una selección. Esto se puede ver en la invasión del escarabajo del pino en América del Norte. Los escarabajos del pino están siendo seleccionados porque están explotando una rica fuente de alimento. Los pinos, en cambio, están siendo seleccionados en contra por no tener las defensas adecuadas contra los escarabajos.
Tipos de selección natural
A medida que los animales se diversifican y llenan diferentes nichos, las presiones que se ejercen sobre ellos pueden cambiar de muchas maneras. Los requisitos funcionales para ser un pájaro son muy diferentes a los que se requieren para ser un pez. Su alimentación es diferente, el medio en el que viven es diferente y deben obtener oxígeno de otra manera. Por lo tanto, la selección natural selecciona animales de aspecto muy diferente para llenar los diferentes nichos del ecosistema.
Independientemente del rasgo, la selección natural tiende a hacer una de tres cosas en una población. Puede mantener el rasgo igual, estabilizar la selección , mover el rasgo en una dirección, selección direccional o seleccionar los valores extremos del rasgo, diversificando la selección . Además de clasificarse por los efectos que provoca, la selección natural también puede clasificarse por las relaciones de los organismos que provocan la selección natural, y en ocasiones la selección puede realizarse por factores abióticos.
Tipo 1: Selección estabilizadora
La mayoría de los rasgos del reino animal se pueden describir mediante una curva de campana, en términos de su distribución. La mayoría de los animales de una determinada especie tienden a mostrar el mismo rasgo o característica, de relativamente el mismo tamaño. Siempre hay algunas excepciones de rasgos más grandes o más pequeños en ciertos individuos, pero en general, la mayoría de los individuos se sientan en algún punto intermedio.
La selección estabilizadora es una forma de selección natural que filtra los valores atípicos o excepciones al rasgo. La pantalla evita que esos animales se reproduzcan tanto como los individuos «normales» o más regulares. Nacen más bebés que son “normales” y se ven menos valores atípicos en cada generación consecutiva debido a este sesgo. Es de esta manera que las especies pueden volverse muy distintas de otras especies, pero todos los miembros de una especie se verán exactamente iguales.
Tipo 2: Selección direccional
La selección direccional es un tipo de selección natural que ocurre cuando un lado del espectro de un determinado rasgo se favorece sobre el otro. Por ejemplo, si se comen los organismos más pequeños y los organismos más grandes están totalmente protegidos, la población tenderá a crecer mucho más. Si ocurre lo contrario, la población disminuirá en tamaño con el tiempo.
También está utilizando la selección direccional artificialmente para que los humanos puedan crear razas de animales «en miniatura», que parecen copias diminutas de sus contrapartes más grandes. Sin embargo, la selección artificial solo se enfoca en un rasgo único. Esto permite que muchos rasgos negativos estén presentes en la población, que naturalmente habrían sido seleccionados en contra.
Tipo 3: Selección diversificada
Al igual que la selección direccional, la selección diversificada empuja a la población hacia los extremos del rasgo. Este tipo de selección también se denomina selección disruptiva. La selección diversificada, en contraste con la selección direccional, empuja el rasgo en ambos sentidos. Esto puede suceder de varias formas, pero a menudo conduce a la especiación porque las poblaciones pueden volverse muy diferentes. Sin embargo, si solo se diversifica por períodos cortos, la selección puede conducir a una variedad de características que pueden ser compartidas por una especie.
Tipo 4: Selección sexual
Si bien puede clasificar la selección natural en términos de los efectos que tiene sobre la población, también puede verla como la interacción entre organismos con diferentes relaciones. La selección sexual es un tipo de selección natural en la que los diferentes géneros de una especie ejercen fuerzas entre sí que cambian su apariencia o rasgos. Para los humanos, estos rasgos a menudo parecen arbitrarios, como plumas de colores brillantes, la capacidad de realizar una danza ritualizada o ciertos rasgos de anidación, como la decoración, que no parecen cumplir una función en la reproducción.
En muchos organismos, la reproducción sexual es un proceso altamente competitivo. Como tal, los organismos pasan una cantidad considerable de tiempo tratando de elegir una pareja que aumente el éxito de su descendencia. En algunos organismos, esto se reduce al más fuerte o al más grande. Sin embargo, muchos organismos han adaptado complejos rituales de apareamiento para identificar posibles parejas. La selección sexual en estos organismos puede producir algunos rasgos extraños, como se ve en muchas aves.
Tipo 5: Selección depredador-presa
Cuando la selección sexual es un ejemplo de selección intraespecífica, a menudo varias especies pueden ejercer presiones de selección entre sí, también conocida como selección interespecífica. Si bien esto existe en muchas formas, una de las más comunes es la dinámica depredador-presa. Los depredadores siempre intentarán consumir la fuente de alimento más fácil, lo que hace que la presa evolucione para ser más difícil de atrapar. A su vez, el depredador se vuelve más rápido y ágil. Este ciclo es continuo y los depredadores y las presas cambian constantemente entre sí.
Otros tipos de selección natural
La selección natural puede presentarse en una variedad infinita de formas. Cada organismo tendrá más o menos éxito dependiendo de los genes que lleve y cómo esos genes interactúan con el medio ambiente. Los genes pueden generar nuevas formas de procesar nutrientes, permitir la formación de diferentes estructuras y permitir la reutilización de estructuras antiguas. A menudo se encuentra que los organismos completamente diferentes que ocupan el mismo nicho tienen estructuras similares. Estas estructuras no se obtuvieron de un ancestro común sino de las fuerzas de la selección natural únicamente. La selección natural es la principal fuerza impulsora detrás de todas las diferentes formas y funciones de la vida en la Tierra.
Historia de la selección natural
Antes de darwin
En 1809, el mundo de la biología era muy diferente. Este fue el año en que nació Charles Darwin, el creador de la teoría de la selección natural. Darwin nació en un mundo donde la transmutación era la teoría dominante de la evolución. Según esta teoría, los animales cambiaron a lo largo de su vida y transmitieron estos cambios a sus crías. Por ejemplo, las jirafas tienen el cuello largo porque cada generación se estira lo más posible para alcanzar las hojas.
Esta teoría no le cayó bien a Darwin, quien ya había hecho algunas observaciones iniciales sobre cómo los organismos transmiten sus rasgos. Para 1831, Darwin tuvo la oportunidad de su vida. A bordo del HMS Beagle, Darwin viajó por todo el mundo durante casi 5 años recolectando especímenes y documentando la gran diversidad de la vida. En 1838, Darwin tenía una idea casi completa de la selección natural.
Teoría de Darwin
En esta idea, la evolución fue impulsada por cuatro principios. Entre individuos, la varianza fue . Los organismos solo pueden obtener rasgos a través de la herencia . Una fuerza, selección natural , que los animales más aptos se reproduzcan al máximo. Finalmente, todas estas acciones tienen lugar a lo largo del tiempo , un aspecto importante de la evolución. Juntos, estos principios impulsan cambios a lo largo del tiempo.
Sin embargo, Darwin no publicó estas ideas de inmediato. Pasó los siguientes 20 años reuniendo más evidencia y solidificando su argumento. Este proceso se interrumpió cuando Alfred Russel Wallace, un joven científico que había tropezado con los mismos principios, se puso en contacto con Darwin. Juntos, los dos científicos publicaron sus teorías, confirmadas por el hecho de que habían encontrado la teoría de la selección natural de forma independiente.
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