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Biología de bachillerato
Curso: Biología de bachillerato > Unidad 8
Lección 2: Adaptación y cambio medioambientalAdaptación y cambio medioambiental
Gracias a la adaptación, la distribución de rasgos en una población puede cambiar cuando cambian las condiciones. Creado por Khan Academy.
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Transcripción del video
Hola a todos.
Estoy aquí para hablarles sobre cómo la adaptación, que depende del medio ambiente,
se presenta en contextos de cambio ambiental. La selección natural promueve la adaptación de
las poblaciones. Estimula a las poblaciones para que desarrollen rasgos que permitan a los
individuos sobrevivir y reproducirse mejor. Por lo tanto, esas adaptaciones están vinculadas
al entorno en el que se desarrollaron. Podemos observar muchos organismos y, con base
en sus rasgos físicos y/o su comportamiento, decir en qué tipo de entorno probablemente
evolucionó su población. Así que las adaptaciones son producto de (y están inseparablemente
conectados con) el medio ambiente. Pero ¿qué pasa cuando el medio ambiente, que
forja un conjunto específico de adaptaciones, ya no existe en esa forma?
¿Cómo responden las poblaciones? Bueno, parece que eso ocurre con bastante
fercuencia en la Tierra. No me sorprendería que el dicho “las cosas cambian” fuera
acuñado por primera vez por un paleontólogo. Al estudiar la historia de la vida en la Tierra, uno se familiariza con la
tenaz persistencia del cambio. Bueno, la buena noticia es
que las fuerzas que impulsan la selección natural no desaparecen
simplemente cuando el entorno cambia. Debido a la persistencia de la diversidad
hereditaria y a la supervivencia y la reproducción diferencial, la selección
natural se mantiene ahí para promover nuevas adaptaciones de acuerdo con
las nuevas condiciones ambientales. Esto significa que, cuando el entorno cambia, la distribución de rasgos en la
población a menudo también cambiará. Cuáles serán esos cambios depende en
última instancia de las adaptaciones promovidas por el entorno anterior y
las presiones que presenta el nuevo. Veamos algunos ejemplos para asegurarme de
que están captando lo que estoy explicando. Bien, en la biología evolutiva, nos
gusta discutir tres patrones de cambio principales que se pueden observar
como resultado del cambio ambiental: selección direccional, selección
disruptiva, y selección estabilizadora. Para cada uno de estos, te mostraré una
gráfica y te contaré una historia de la tenacidad y resiliencia de la vida,
porque cada gráfica tiene una historia. La primera de estas historias es
la de la selección direccional. El campañol de las nieves es un mamífero
parecido a un ratón que incluso yo, una entomóloga que definitivamente prefiere los
insectos, debo admitir que es bastante lindo. Estos roedores nacen a gran altura en los Alpes
suizos y los investigadores han observado algo que puede parecer obvio a simple vista.
Los campañoles de las nieves adultos más grandes tienen una mayor supervivencia que los
campañoles de las nieves adultos más pequeños. Son más difíciles de capturar, dominar y
consumir para los depredadores. Tienen mayor tolerancia a la temperatura y, por lo general,
más reservas de grasa para un invierno largo. Así que, históricamente, esa distribución de
campañoles de las nieves ha cambiado hacia el extremo superior del espectro de peso adulto.
Sin embargo, el cambio climático ha provocado cambios en el entorno del campañol de
nieve. La nieve ha estado empezando a caer cada vez más pronto en los Alpes, dando a
los campañoles menos tiempo para desarrollarse. Si los campañoles no han alcanzado la madurez
para cuando comienza el invierno, normalmente no pueden continuar con su ciclo de vida.
Y debido a que los tamaños corporales más grandes requieren más tiempo para desarrollarse,
hay una fuerte presión selectiva contra los genes responsables de los tamaños corporales más
grandes a medida que el entorno se desplaza hacia un inicio más temprano del invierno.
Esto también significa que los genes responsables de los tamaños
corporales más pequeños se favorecen. Entonces, los individuos más pequeños
de la población original probablemente tuvieron la mayor cantidad de descendientes, y
la variación en esa descendencia probablemente incluía algunos que eran incluso más
pequeños que en la población original. Esto significa que, como los individuos
más pequeños en cada generación siguen siendo favorecidos y tienen más descendencia,
la distribución de la población probablemente continuará desplazándose hacia la izquierda
hasta llegar a un punto donde los individuos sean demasiado pequeños para tener un buen
desempeño dadas las condiciones ambientales. Este cambio se puede representar mediante una
gráfica que muestra la selección direccional. Ahora repasemos la gráfica una vez más
para asegurarnos de que todo está claro. Aquí en el eje x, vemos el espectro del tamaño
corporal promedio de un adulto, que va desde los individuos más pequeños hasta los más grandes.
Los rasgos se encuentran con bastante frecuencia en un espectro tal, que algunos individuos
poseen una expresión mayor o menor y, por lo tanto, se ven afectados de manera
diferente por los cambios ambientales. En el eje y está el porcentaje de
los individuos de la población, que nos permite ver proporcionalmente cómo
les va a los individuos en comparación con los de mayor o menor tamaño.
La flecha roja representa la presión de selección, que en este caso se
impone por los factores abióticos del clima. Al observar estas gráficas,
queremos considerar quién es menos capaz para manejar la presión impuesta.
Normalmente es en el área de distribución donde se verá la mayor diferencia entre la
población antes y después del cambio ambiental. La flecha blanca muestra en qué dirección
está cambiando la población en conjunto. Los eventos de selección direccional son
los que favorecen un extremo mientras excluyen a otro. Sin embargo, el cambio
en sí mismo puede ser tan diverso como los organismos que cambian, y entonces
también se pueden obtener circunstancias donde la selección favorece ambos extremos.
A esto se le llama selección disruptiva. Para este ejemplo, observaremos el emocionante
mundo de los escarabajos peloteros. Algunas poblaciones del escarabajo
Onthophagus acuminatus tienen una distribución bimodal de tamaño donde se
ve una gran cantidad de machos grandes y una gran cantidad de machos pequeños con muy
pocos representantes de los tamaños intermedios. Los machos grandes usan su tamaño superior,
fuerza y cuernos para luchar contra otros machos por la oportunidad de aparearse.
Un macho que haya elegido pareja pasará la mayor parte de su tiempo custodiando la
entrada al nido donde ella vive, lidiando con machos de tamaño similar que lo desafían por la
oportunidad de destituirlo y aparearse con ella. A los machos de tamaño mediano no les
va bien en este contexto. No pueden vencer a los machos más grandes. Pero
entonces ¿por qué hay machos pequeños?, ¿y por qué son tan abundantes en la población? Bueno, en realidad tienen un truco bajo
la manga, en lugar de intentar pelear, renuncian a la batalla por completo
y simplemente usan su diminuto tamaño para pasar desapercibidos. Estos machos pequeños generalmente
carecen de cuernos, por lo que lucen similares en apariencia a las hembras
y eso hace que los escarabajos machos estén menos inclinados a involucrarse en una pelea.
Y los machos pequeños evitan aún más problemas cavando ingeniosamente una puerta trasera en la
cámara de anidación subterránea de la hembra, de tal manera que rara vez tienen que encontrarse con
el macho grande que custodia la puerta de entrada. Esto les da mucho tiempo para
aparearse antes de hacer su salida, asegurando la representación de su
genética furtiva en el acervo genético. La selección disruptiva selecciona
para ambos extremos del espectro excluyendo al rasgo moderado en la distribución.
Pero también hay una forma de selección que es lo opuesto a la selección disruptiva.
Se llama selección estabilizadora. La selección estabilizadora se observa en
circunstancias donde la selección favorece al conjunto moderado de rasgos en una
distribución excluyendo a los extremos. Para esta historia, volvamos una vez
más a la maravillosa clase Insecta, donde los insectos han aprendido a hacer un hogar
en algunas de las formas más ingeniosas posibles. En el mundo de las moscas Eurosta,
o moscas formadoras de agallas, la vida comienza cuando una mosca hembra pone un
huevo en el tallo de una planta huésped adecuada. La larva en desarrollo induce a la planta
a formar un crecimiento esférico a su alrededor llamado agalla, que protege el
cuerpo blando de la mosca en desarrollo y le proporciona toda la comida que
necesita para llegar a la edad adulta, a menos que aparezca una avispa parásita que
intente poner huevos sobre la mosca en desarrollo. Si esto sucede, la avispa en desarrollo
mata a la mosca y se apodera de su espacio vital. Esto es más fácil de hacer con agallas
pequeñas porque la avispa tiene que clavar su tubo delgado para poner huevos a través de la
agalla para acceder a la mosca en desarrollo. Una agalla grande forma una barrera
idónea entre la mosca y el tubo para poner huevos de la avispa, de forma
que la avispa no puede depositarlos. De modo que esto favorece la selección
de agallas más grandes y promovería la selección direccional si todos los demás
factores del medio ambiente fueran iguales. Pero ¿qué sucede cuando se introducen
pájaros con vista aguda? Bueno, las agallas grandes se convierten en una comida
fácil para ellos porque sobresalen en el entorno. Esto crea una situación donde se selecciona en
contra de las agallas pequeñas y de las grandes, asegurando que se favorezcan
las agallas de tamaño mediano. Para recordar cómo se ve esta distribución,
me digo a mí misma que la distribución de rasgos está siendo estabilizada
por la presión en ambos lados. El cambio ambiental puede ser bastante diverso. Sin los increíbles poderes
adaptativos de la selección natural, nuestro dinámico mundo sería inadecuado para la
imprevisibilidad de la vida tal como la conocemos.