EVOLUCIÓ

Hardy i Weinberg van demostrar que la recombinació genètica que té lloc en cada generació no canvia per si mateixa les freqüències gèniques de les poblacions sempre que es donin les 5 condicions següents:

És difícil que aquestes 5 condicions es donin en una població natural i per tant l’equilibri és impossible i en les poblacions reals les freqüències dels al·lels sempre estan canviant.

Els processos que permeten que les freqüències de les variacions genètiques canviïn de generació en generació són les mutacions, el flux gènic, la deriva genètica i la selecció natural. Tots aquests processos, excepte l’últim, són preadaptatius: tots ells produeixen canvis en les freqüències gèniques independentment de si aquests canvis milloren o redueixen l’adaptació dels organismes al seu ambient. La selecció natural és l’únic que promou l’adaptació i que limita els efectes desorganitzadors dels altres processos.

  Mutacions

Una mutació és un canvi en l’estructura o la quantitat de l’ADN d’un organisme. Això produeix un canvi en el genotip que pot ser hereditari. Les mutacions que es donen en les gàmetes són hereditàries, en tant que les que es donen en les cèl·lules somàtiques tan sols es transmeten a les cèl·lules que deriven per mitosi de la cèl·lula mutada.

Es distingeixen dos grans tipus de mutacions: les gèniques són canvis puntuals en l’estructura de l’ADN, en tant que les cromosòmiques afecten a la quantitat o a la distribució de l’ADN.

Les mutacions són l’origen de noves característiques genètiques a les poblacions mitjançant canvis espontanis del material genètic.

  Flux gènic o migracions

Són moviments d’organismes o de grups d’organismes d’un hàbitat o localitat a un altre. El flux genètic pot introduir al·lels nous en una població o bé modificar les freqüències dels al·lels ja existents. El seu efecte global és una tendència a reduir les diferències entre poblacions.

  Deriva genètica

Es tracta de canvis aleatoris no direccionals de les freqüències gèniques, determinats per la grandària finita de les poblacions o pel seu aïllament. En poblacions petites, fenòmens aleatoris com per exemple la mort prematura per accident de l’únic individu portador d’un determinat al·lel pot eliminar aquest al·lel de la població (un al·lel que tingui una freqüència de l’1% estarà present en un sol individu d’una població de 50, però si la població és de 100.000 individus hi haurà 2000 al·lels repartits entre molts individus; és improbable pensar que per atzar puguin desaparèixer els 2000 al·lels, però si l’únic individu portador mor prematurament o sense deixar descendència, aquest al·lel desapareixerà de la població de 50). De la mateixa manera es pot justificar que un al·lel incrementi molt la seva freqüència simplement per atzar. Un fenomen associat a la deriva genètica és l’anomenat “efecte del fundador” que es dóna quan una població petita es separa d’una més gran i pot no ser del tot representativa de la població d’origen en termes de freqüències al·lèliques (exemples: els Amish de Pennsilvània o la distròfia muscular a Sueca).

  Selecció natural

Està determinada per les diferències respecte a la probabilitat de supervivència i de reproducció de cada organisme en el seu ambient. Quan una població creix, alguns factors ambientals poden passar a ser limitants (disponibilitat d’aliments en el cas dels animals, de llum o aigua per a les plantes, ...) Aquest fet comporta que, entre els diferents individus de la població, s’estableixi una competència per a obtenir els recursos necessaris, de tal manera que els organismes millor adaptats sobreviuran i es reproduiran, en tant que els pitjor adaptats probablement moriran sense deixar descendència. Per tant, la selecció natural és el procés que determina quins seran els al·lels que passaran a la següent generació. Segons la teoria sintètica de l’evolució, aquesta és la força principal que actua per canviar les freqüències dels al·lels, és a dir, és el motor principal de l’evolució.

La selecció natural té lloc sempre que es verifiquin les següents condicions:

1. Reproducció: els organismes han de reproduir-se per formar una nova generació.

2. Herència: els descendents han de ser semblants als progenitors.

3. Variabilitat: la població ha de presentar variabilitat genètica.

4. A causa d’aquesta variabilitat, els individus de la població han de tenir una eficàcia biològica diferent (“eficàcia biològica” probabilitat que té un individu per sobreviure i reproduir-se)

Aquestes condicions poden il·lustrar-se amb l’exemple de la Biston betularia : les arnes es reprodueixen, la coloració és hereditària, existeix una variabilitat genètica respecte del model de coloració i les diferents formes tenen diferent eficàcia biològica en funció de l’ambient (les formes fosques o melàniques tenen més probabilitat de sobreviure i reproduir-se en ambients pol·lucionats).

Vegem l’evolució per selecció natural d’una població de mosques de la fruita.