Genetica de poblacions

2n Batxillerat

1. Tema 6: Genètica i evolució (II) 1

2. 2 Antecedents de la genètica evolutiva La base genètica de l’evolució La genètica de poblacions Concepte d’espècie . L’especiació Poliploïdia

3. 3 Antecedents de la genètica evolutiva Neodarwinistes clàssics: Dobzhansky : afirmava que les variacions genètiques implicades en l’evolució són molt petites i l’herència és lenta i gradual. Neodarwinistes innovadors : hi ha salts evolutius .( equil·libi puntuat)

4. 4 2. La base genètica de l’evolució Les mutacions genètiques Les mutacions es produeixen aleatòriament i espontàniament (taxa de mutació 1/100.000) en: Mutacions en blat de moro M utacions silencioses no sempre tenen una manifestació externa: - en zones no codificades com introns - el resultat és un codó equivalent

5. 5 2. La base genètica de l’evolució 2. Duplicacions genètiques Una duplicació genètica La mutació en un gen que codifica per una proteïna pot portar a la síntesi d’una proteïna diferent. Un individu amb la mutació en un gen pot tenir dos tipus de proteïnes diferents. Això ha passat en algunes globines. Anèmia falciforme Glòbuls vermells normals amb dues globines i dos grups hemo

6. 6 2. La base genètica de l’evolució Una població que manté una variació suficient per permetre més canvis adaptatius en el futur és una població amb bon pronòstic quant a supervivència. No és el mateix un caràcter amb dos al·lels que de varis al·lels . Especiació : mecanisme mitjançant el qual els canvis evolutius aïllats poden culminar, finalment, en establir una nova espècie o taxó superior.

7. 7 2. La base genètica de l’evolució La reproducció sexual com a responsable de la varietat genètica Reproducció asexual : la variabilitat ve donada per les mutacions Reproducció sexual : la variabilitat ve donada per: * Barreja del material genètic de dos gàmetes * Els gàmetes són diferents degut a les recombinacions meiòtiques * El nombre d’al·lels d’un caràcter i la seva expressivitat

8. 8 2. La base genètica de l’evolució La selecció natural 1. L’acció recau sobre el fenotip amb menys eficàcia biològica . No recau sobre el genotip (cosa que permet que una mutació recessiva pugui romandre en els individus ). 2. Provoca la transmissió d’un tipus determinat d gens , que afavoreixen l’evolució de les poblacions . 3. Pot tenir diferents graus de pressió sobre els individus. S : coeficient de selecció = nombre d’individus eliminats/nombre d’individus totals W : coeficient de adaptabilitat d’una població W = 1 – S Quan més forta és la selecció, més uniforme i més especialitzada és la població que sobreviu

9. 9 3. La genètica de poblacions És l’aplicació matemàtica de la genètica mendeliana a les poblacions naturals. Població mendeliana : conjunt d’individus que es poden encreuar entre ells i que, per tant, comparteixen un mateix conjunt de gens . Si tots els individus tenen la mateixa posibilitat de reproduir -se es diu ; POBLACIÓ PANMÍTICA

10. 10 3. La genètica de poblacions Freqüència genotípica: (AA, Aa , aa )/ N (nombre total d’individus) Freqüència gènica d’A: (AA+1/2Aa)/ N (nombre total d’individus) aquesta és la més importants doncs són els al·lels els que es passen d’una generació a una altre i no els genotips . Aquestes es poden donar en tant per 1 o en tant per cent (%) p (freqüència d’a) i q (freqüència d’A) probabilitat que surti aa = p 2 probabilitat que surti Aa = 2pq probabilitat que surti AA = q 2 p 2 + 2pq + q 2 = 1 freqüències genotípiques p + q =1 freqüències gèniques

11. 11

12. 12 3. genètica de poblacions Exercici 1 : si en una població hi ha 250 al·lels a (blanc) i 750 al·lels A (negre) i sabem que hi tenim una població de 250 individus de raça pura negres, quina és la probabilitat de trobar-ne 1 de blanc tret a l’atzar? Total al·lels 250+750=1000 250AA= 500 Al·lels 750-500= 225 A en híbrids necessitem 225 a per construir-los. Ens diu que hi ha 225 a, per tant tots són híbrids . 0 % de P de trobar un individu blanc

13. 13 Exercici 2 : si una malaltia mortal infantil que únicament es presenta en homozigosi recessiva(hi ha dos al·lels) la presenten en una població 1/250.000. Quants individus s’espera que siguin portadors si la població té 3.000.000 d’habitants?. p = probabilitat de a. Probabilitat de estar malalt pxp = p 2 q = probabilitat d’e A p = (1/250.000) 1/2 = 2/1000 = 0,002 q = 1- 2/1000 = 998/1000 = 0,998 Probabilitat de ser portador = 2·p·q = 2·0,002·0,998 = 0,003992 Nombre de portadors = 0,003992·nombre d’habitants = 11.976 persones

14. 14 3. La genètica de poblacions 1. Llei de l’equilibri de Hardy- Weinberg En una població prou gran i panmíctica (tots els individus tenen les mateixes possibilitats d’aparellar-se entre ells) i en la que no actuïn ni la selecció ni la mutació les freqüències gèniques i genotípiques es mantenen constants al llarg de les generacions. Si no hi ha selecció hi ha equilibri genètic.

15. 15 3. La genètica de poblacions 2. Causes del canvi de les freqüències gèniques Els factors que poden fer variar les freqüències gèniques poden ser diverses : a) Mutació : variació sobtada i discontínua d’un caràcter que no es pot atribuir a la recombinació; sinó provocada per agents externs mutàgens.

16. 16 3. La genètica de poblacions 2. Causes del canvi de les freqüències gèniques b) Selecció : si el procés és provocat per la natura s’anomena natural , però si intervé l’home s’anomena artificial

17. 17 3. La genètica de poblacions 2. Causes del canvi de les freqüències gèniques b) Selecció :

18. 18 3. La genètica de poblacions 2. Causes del canvi de les freqüències gèniques b) Selecció :

19. 19 3. La genètica de poblacions 2. Causes del canvi de les freqüències gèniques c) Deriva genètica : alhora de separar-se dues poblacions l’atzar fa que hi hagi una distribució gènica diferent donant a la llarga subpoblacions diferents

20. 20 3. La genètica de poblacions 2. Causes del canvi de les freqüències gèniques c) Deriva genètica :

21. 21 3. La genètica de poblacions 2. Causes del canvi de les freqüències gèniques d) Migració o flux genètic : si la part que se’n va o arriba és diferent gènicament, poden modificar el fons genètic comú i provocar canvis en les freqüències gèniques.

22. 22 4. Concepte d’espècie . L’especiació El concepte d’espècie no és infal·lible ni sempre es pot aplicar en tot el seu significat: * fòssils * espècies intermèdies * bacteris Especiació : procés mitjançant el qual es formen noves espècies a través de l’evolució.

23. 23 4. Concepte d’espècie . L’especiació N’hi ha dos tipus: a) Especiació al·lopàtrica : si a partir d’una població separada geogràficament sorgeixen dues espècies. b) Especiació simpàtrica : si vivint en la mateixa zona geogràfica sorgeixen dues espècies. Especiació al·lopàtrica

24. 24 4. Concepte d’espècie . L’especiació 1. L’especiació al·lopàtrica Fa falta que hi hagi tres fases separades en el temps: Primera fase: Aparició d’una barrera Sorgeixi una barrera (mar, muntanya) que impedeixi la reproducció entre les dues poblacions separades.

25. 25 Segona fase: Variacions ambientals Els medis on viuen les dues subpoblacions són diferents, actuen les mutacions i la selecció natural. Tercera fase: Pèrdua de la capacitat de reproduir-se entre les subpoblacions Apareixen aillaments reproductius Les dues subpoblacions ja són de diferents espècies. Quan a partir d’una espècie se separen diferents grups o subpoblacions i sorgeixen diferents espècies es diu que es forma una radiació adaptativa .

26. 26 radiació adaptativa . La insulació és la més utilitzada doncs ens podria explicar el cas de les illes Galàpagos

27. 27 4. Concepte d’espècie . L’especiació 2. L’especiació simpàtrica Quan la barrera és de tipus biològic i es produeix en el mateix lloc . N’hi ha dos tipus : Prezigòtics ( aïllament no reproductiu ) Ecològic ( diferents nínxols ) Sexual (hormonal, atracció , etc ) Mecànic ( físic o químic ) B) Postzigòtic ( aïllament però amb reproducció ) Inviabilitat de l’embrió Mortalitat en edat prereproductiva Esterilitat dels resultants Degeneració dels resultants

28. 28 4. Concepte d’espècie. L’especiació 2. L’especiació simpàtrica Diferents tipus d’aïllaments prezigòtics ecològics

29. 29 4. Concepte d’espècie. L’especiació 2. L’especiació simpàtrica

30. 30 4. Concepte d’espècie . L’especiació 3. L’evolució filètica L’ evolució filètica són canvis graduals d’una espècie que es va modificant en el temps i els avantpassats queden fossilitzats

31. 31 5. Poliploïdia El Panda gegant és una poliploidia del Panda 2n=24 2n = 48 És la condició genètica que tenen algunes espècies de tenir més conjunts de cromosomes que els habituals. Aquests no es poden reproduir amb diploides i, en el cas d’algunes plantes, s’adapten molt millor a condicions adverses

32. 32 5. Poliploïdia N’hi ha dos tipus: 1. Autopoliploides : deriven d’un sol diploide. Si aquest logra trobar un altre d’igual o pot tenir reproducció asexual (per aixó és molt més habitual en plantes) donarà lloc a una nova espècie de forma sobtada o immediata.

33. 33 5. Poliploïdia 2. Al·lopoliploidia : Deriven d’un híbrid entre dos diploides