Radiación adaptativa

Radiación

Adaptativa

Itzel Amellali García ChávezTania Fernandez Santos

¿Que es la radiación adaptativa?

Es un proceso biológico adaptativo en el que ciertas especies pueden llegar a llenar un nicho ecológico de forma muy rápida. Este fenómeno de dominación del territorio de ciertas especies se conoce como “especiación” y forma parte de un proceso evolutivo, ya que intervienen mutaciones y aspectos de la selección natural.

Nicho Biologico: el rango de condiciones ambientales, físicas y bióticas, en las cuales una especie, o más precisamente, una población local, puede vivir y perpetuarse exitosamente. Para referirnos al nicho de las especies frecuentemente hacemos énfasis en una o dos variables del ambiente, como las condiciones, el hábitat o los recursos que usan los organismos para su existencia.La especiación es un suceso de formación de linajes que produce dos o más especies diferentes, al igaul que dominacion de un territorio.

Origen

Fue propuesto por Charles Darwin, (naturalista inglés) del siglo XIX, tras un viaje hacia las islas Galápagos, donde observó a varias especies de pinzones insulares, descendientes de ancestros continentales, que poseían distintas modificaciones en sus picos.

Causas

Ocurren necesariamente por un proceso de especiación que, de acuerdo con el concepto biológico de especie, implica una interrupción del flujo génico (aislamiento reproductivo) entre la descendencia “modificada” y su ancestro inmediato.

Es muy frecuente la aparición de este fenómeno en un ecosistema donde se introduce una especie nueva, o cuando existen ya especies en dicho ecosistema que consiguen sobrevivir en dicho ambiente que por el momento no habían logrado.

Nace de una cuestión adaptativa de las especies.

Es necesario:

• La aparición de mutaciones genéticas (cambio en el material genético que posibilita un cambio fenotípico, es decir, en una característica fisica de dicho animal)
• Esas mutaciones les pueden otorgar características que les son favorables para la supervivencia, o bien negativas.
• Es normal que si esa mutación (aleatoria) que se da en el animal le dota de unas capacidades que les permitan adaptarse mejor al ambiente, ese grupo de animales con esa mutación sobrevivan más y que pasen esa mutación a sus descendientes, y que los que no se adapten (sin la mutación), acaben desapareciendo.

Características de este fenómeno biológico

+ 3. Carácter de utilidad

+ 1. Un ancestro común

Todas las especies que se derivan poseen un único ancestro común.

Las características morfológicas y fisiológicas del organismo se adecuen a la necesidad del entorno. Es decir, que dichas características sean útiles al animal para su supervivencia.

+ 2. Correlación fenotipo-ambiente

+ 4. Rapidez en el proceso

La existencia de una correlación entre en fenotipo (las características que se manifiestan en el organismo) y el ambiente, Es decir, que exista una relación significativa entre las características morfológicas y fisiológicas del organismo y dicho ambiente.

Que la especiación sea una respuesta a la necesidad de adaptarse en el entorno, y sea un proceso rápido.

Aislamiento Geográfico

Usualmente, el aislamiento geográfico es uno de los principales factores que influyen en la radiación adaptativa, pues las poblaciones que se aíslan se ven “obligadas” a adaptarse para el aprovechamiento de nuevos nichos ecológicos o de la ausencia de antiguos predadores.

Tipos de radiación adaptativa

Los cíclidos (peces)

Pertenecen a la familia Cichlidae de peces tropicales de agua dulce. Las especies de esta familia descienden de una especie que se alimentaba de algas y sedimentos suaves, pero a partir de esta divergieron especies diferentes en sitios diferentes. En un lago conocido como Barombi Mbo un proceso de radiación adaptativa originó 11 especies diferentes, entre las cuales existen especies depredadoras de otros peces e insectos, especies que se alimentan de huevos, especies filtradoras y otras que se alimentan como las esponjas.En otro lago, el lago Malawi, también ocurrió una radiación adaptativa, quizá la más significativa entre los cíclidos, donde se encuentran peces que se alimentan de los ectoparásitos de otros peces y peces que arrancan pedazos de la piel de otros peces. También se han identificado cíclidos que se alimentan de escamas, de los huevos de otros peces y de sus larvas, etc. La radiación adaptativa principalmente se debió a la explotación de nuevos nichos tróficos (alimentos)

Evolución

La evolución biológica es el proceso continuo de transformación de las especies a través de cambios producidos en sucesivas generaciones, y que se ve reflejado en el cambio de las frecuencias alélicas de una población

FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DE EVOLUCIÓN

Deriva Génica

Flujo génico

Mutaciones.

Tipos de Evolución

La evolución convergente, convergencia evolutiva, o simplemente convergencia, se da cuando 2 estructuras similares han evolucionado independientemente a partir de estructuras ancestrales distintas y por procesos de desarrollo muy diferentes. Sus diferencias muestran que la evolución ha seguido una ruta exclusiva en cada grupo, dando por resultado patrones funcionales diferentes. Las estructuras similares que evolucionaron por convergencia se denominan estructuras análogas o analogías en contraste con las estructuras homólogas u homologías que son semejantes debido a una ascendencia evolutiva común. El desarrollo de estructuras similares en organismos no emparentados puede ser el resultado de la adaptación a ambientes similares y/o formas de vida semejantes

Ejemplo

El ojo de los cefalópodos (el de los calamares, por ejemplo) y el de los vertebrados (el del hombre, por ejemplo),​ ambos poseen estructuras muy semejantes (el cristalino, la retina, el iris), pero se diferencian en la disposición del nervio óptico respecto de la retina. En el ojo de un cefalópodo los axones se proyectan directamente desde la base de las células de la retina al ganglio óptico, mientras que en los vertebrados los axones parten de la superficie anterior de la retina y convergen en el nervio óptico. Los axones que conforman el nervio optico se originan en la capa ganglionar de la retina. Desde alli, estos axones convergen en el disco optico (papila optica), que este a 2 - 4 mm. del centro de la retina.

Evolucion Divergente

Ocurre cuando de un ancestro común se originan especies distintas por eso los órganos tienen el mismo origen que realizan funciones diferentes.La evolución divergente puede ocurrir como respuesta a cambios en factores abióticos, como un cambio en las condiciones ambientales, o cuando un nuevo nicho está disponible. Alternativamente, la evolución divergente puede tener lugar en respuesta a cambios en los factores bióticos, como el aumento o disminución de la presión de la competencia o la depredación. Mediante esta evolución divergente, los organismos pueden desarrollar estructuras homólogas. Estas son estructuras anatómicamente similares, que están presentes en el antepasado común y persisten dentro de los organismos divergentes, aunque han desarrollado funciones diferentes.

El Kit Fox y el Arctic Fox

El zorro kit es originario del oeste de América del Norte y está adaptado a los entornos desérticos; tiene una coloración arenosa y orejas grandes que le ayudan a eliminar el exceso de calor corporal. El zorro ártico es originario de las regiones árticas y vive en el bioma de la tundra ártica del hemisferio norte. Se adapta mejor a los climas fríos, tiene un pelaje grueso, que es blanco en invierno y marrón en verano, y una forma de cuerpo pequeño y redondo que minimiza la pérdida de calor. Habiendo divergido de un ancestro común reciente, ambas especies han tenido que adaptarse a sus hábitats extremadamente diferentes. Se han convertido en dos especies claramente muy distintas en cuanto a orejas y pelaje, aunque aún conservan la mayoría de sus rasgos ancestrales.

Genética de Poblaciones

Es la rama de la genética cuyo objetivo es describir la variación y distribución de la frecuencia alélica para explicar los fenómenos evolutivos. Para ello, define a una población como un grupo de individuos de la misma especie que están aislados reproductivamente de otros grupos afines, es decir, se reproducen entre ellos. Estas poblaciones, están sujetas a cambios evolutivos en los que subyacen cambios genéticos, los que están influidos por la selección natural, la deriva genética, el flujo genético, la mutación y la recombinación genética.

Deriva Genética

Flujo Genético

La Selección Natural

Es el proceso mediante el cual ciertas características de un individuo hacen que sea más probable su supervivencia y reproducción. La selección natural actúa sobre fenotipos, o las características observables de organismos, pero la base genética hereditaria de cualquier fenotipo que da una ventaja reproductiva se hará más común en la población

" Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente."

Charles Darwin, El origen de las especies

Recombinación Genética

Es el proceso por el cual una hebra de material genético (usualmente ADN, pero también puede ser ARN) se corta y luego se une a una molécula de material genético diferente.

Tipos de Recombinación

Recombinación específica de sitio

Recombinación no homóloga

Recombinación homóloga

Este otro tipo de recombinación tiene lugar por rotura y posterior unión de regiones de homología corta y específica de dos ADN diferentes, o dentro de la misma molécula. Ocurre en virus (por ejemplo, el bacteriófago T4) y en plásmidos.

La recombinación puede ocurrir entre secuencias de ADN que no contienen secuencias homólogas. Esto se conoce como recombinación no homóloga. Acontece raramente en procariotas y levaduras, pero es más frecuente en células de mamíferos

La recombinación homóloga (también llamada recombinación general) sucede durante la profase I de la meiosis y tiene lugar entre las largas regiones de ADN cuyas secuencias son homólogas, es decir altamente similares aunque no idénticas

Recombinación homóloga

Entre cruzamiento cromosómico

Cambio de clase de inmunoglobulinas.

Es la recombinación entre los cromosomas apareados, generalmente durante la meiosis. Durante la profase I, en la sub-fase de paquitene, las 4 cromátidas disponibles están estrechamente posicionadas una la otra. En esta disposición los sitios homólogos en las 2 cromátidas pueden coincidir entre sí, y pueden intercambiar información genética. La recombinación puede producirse en cualquier lugar del cromosoma, la frecuencia de recombinación entre 2 puntos depende de la distancia entre ambos.

Conversión génica

Las células B del sistema inmunitario realizan una recombinación genética llamada cambio de clase de inmunoglobulinas. Es un mecanismo biológico que cambia un anticuerpo de una clase a otra, por ejemplo, de un isotipo llamado IgM a otro llamado IgG.

En la conversión génica, una sección de material genético se copia de un cromosoma a otro, pero deja el cromosoma donante sin cambios

Son las principales fuentes de variabilidad genética en la forma de nuevos alelos. Pueden dar lugar a varios tipos de cambios en las secuencias del ADN; estos cambios pueden tener efectos neutros, positivos (alterando el producto génico) o negativos (impidiendo que funciona el gen). Las mutaciones pueden implicar grandes secciones de ADN que, siendo duplicadas mediante procesos de recombinación, se seleccione o duplique, pueden ser nucleotidos suetos o pequeñas secciones

Mutaciones

Se usan varios métodos para producir genes novedosos y los más comunes son la duplicación, la mutación de un gen ancestral y la recombinación de partes de genes distintos para formar combinaciones nuevas con funciones nuevas.

Dominios proteicos actúan como módulos, cada uno con una función particular e independiente que se pueden mezclar entre sí y así producir genes que codifican nuevas proteínas con propiedades novedosas

El ojo humano usa 4 genes para hacer estructuras que sienten luz: 3 genes de conos para la percepción del color y 1 gen de bastón para la visión nocturna; los cuatro vinieron de un solo gen ancestral.

La mayoría de estos genes son partes de familias génicas más grandes, hechas de genes homólogos con antepasados compartidos.

Variabilidad

Cabe destacar, que la pérdida de variabilidad genética en las poblaciones trae consigo dos graves problemas

Ayuda no solo para mejoramiento genético o conservación de especies, su rol fundamental es ser la materia prima para los procesos evolutivos, sin variabilidad no hay evolución.

Disminuye la eficacia biológica de las especies ante nuevos cambios ambientales

Corta la posibilidad de que el hombre pueda realizar mejoramiento genético en la especie.

¡Gracias!