En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Cómo moldea el ambiente qué características se vuelven comunes?
¿Por qué los osos polares son blancos, los cactus tienen espinas y los guepardos son veloces? En cada caso, los individuos con ciertas características heredadas dejaron más descendientes que los demás en su ambiente. En esta lección dividirás la selección natural en sus partes, usarás datos para mostrar cómo cambia una población y compararás tres patrones de selección.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Las cuatro partes de la selección natural
- Variación: los individuos son distintos en sus características
- Herencia: parte de la variación pasa a los descendientes
- Selección: algunas características ayudan a los individuos a sobrevivir y a reproducirse más
- Tiempo: las características útiles se vuelven más comunes a lo largo de las generaciones
La selección natural necesita cuatro cosas. Primero, los individuos de una población varían en sus características. Segundo, al menos una parte de esa variación se hereda, así que los descendientes se parecen a sus padres. Tercero, en un ambiente dado, algunas características ayudan a los individuos a sobrevivir y a reproducirse más que otras, y eso es la selección. Cuarto, con suficiente tiempo, las características útiles se vuelven más comunes en la población. Si falta cualquiera de estas cuatro cosas, la selección natural no puede producir cambios. La variación aparece primero por mutación y se mezcla con la reproducción sexual.
La variación en una población
- La mayoría de las características varían en una población
- La variación viene de la mutación y de la reproducción sexual
- Solo la variación heredada puede ser seleccionada
- La variación se puede mostrar en un histograma
El histograma muestra datos de muestra de la profundidad del pico en 100 pinzones. La mayoría de las aves tienen una profundidad del pico cercana al promedio, de unos 9.2 mm, y hay menos aves con picos muy poco profundos o muy profundos. Las profundidades del pico son distintas por la variación en sus genes, causada por mutaciones y por la mezcla de alelos en la reproducción sexual. Las características como estas, que se heredan, pueden ser afectadas por la selección natural. Las características que resultan solo de la experiencia de un animal, como una cicatriz, no pueden serlo.
Adaptaciones y aptitud
- Una adaptación es una característica heredada que mejora la supervivencia o la reproducción
- Aptitud: cuántos descendientes deja un organismo
- Una característica solo es útil en un ambiente determinado
| Tipo de adaptación | Qué es | Ejemplo |
|---|---|---|
| Estructural | Una parte o una característica del cuerpo | El pelaje grueso del zorro ártico; el pico largo del colibrí |
| De comportamiento | Una acción | Los gansos que migran al sur en el invierno; las aves que construyen nidos |
| Fisiológica | Un proceso dentro del cuerpo | El veneno de una serpiente; las proteínas anticongelantes de algunos peces |
Una adaptación es una característica heredada que aumenta la probabilidad de que un organismo sobreviva y se reproduzca en su ambiente. Las adaptaciones pueden ser estructurales, de comportamiento o fisiológicas. Los biólogos miden el éxito de una característica con la aptitud, que es el número de descendientes que deja un organismo y que sobreviven hasta reproducirse. La aptitud no es lo mismo que la fuerza o la velocidad. Una característica que es útil en un ambiente puede no serlo en otro, así que una adaptación siempre depende del ambiente.
La selección cambia a una población
- Los individuos no cambian; la población sí
- Los depredadores eliminan a los escarabajos más visibles
- La proporción de cada característica cambia
- Los escarabajos que sobreviven transmiten sus características
La gráfica muestra una población de muestra de escarabajos sobre suelo café oscuro antes y después de una temporada de depredación por aves. Antes, 120 de los 200 escarabajos eran verdes, es decir, 60%. Las aves encuentran con más facilidad a los escarabajos verdes, y después de la depredación solo quedaron 48 escarabajos verdes y 64 cafés, así que los verdes eran 42.9% de los sobrevivientes. Ningún escarabajo cambió de color. La población cambió porque los escarabajos cafés tuvieron más probabilidad de sobrevivir y de reproducirse, y sus descendientes heredan el color café. Después de muchas generaciones, el café podría llegar a ser el color más común.
Tres patrones de selección
- Direccional: se favorece un extremo
- Estabilizadora: se favorece el medio
- Disruptiva: se favorecen los dos extremos
La selección natural puede actuar sobre una característica de tres maneras principales. En la selección direccional, los individuos de un extremo sobreviven mejor, así que el valor promedio de la característica se desplaza en esa dirección. En la selección estabilizadora, los individuos cercanos al medio sobreviven mejor, así que la variación se reduce y el promedio se queda igual. Por ejemplo, los bebés humanos de peso mediano sobreviven mejor que los bebés muy pequeños o muy grandes. En la selección disruptiva, los dos extremos sobreviven mejor que el medio, así que la población se puede dividir en dos grupos.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: Pinzones en una sequía
Una sequía acaba con la mayoría de las semillas blandas de una isla y quedan sobre todo semillas grandes y duras. La tabla da datos de muestra de la profundidad del pico. (a) ¿Cuánto más profundo es el pico promedio de los sobrevivientes? ¿Qué porcentaje de cambio es eso? (b) Explica por qué ayudaron los picos profundos. (c) ¿Por qué el promedio de los descendientes muestra que la profundidad del pico se hereda?
| Grupo | Número de aves | Profundidad promedio del pico (mm) |
|---|---|---|
| Antes de la sequía | 400 | 9.2 |
| Sobrevivientes de la sequía | 40 | 9.7 |
| Descendientes de los sobrevivientes | 120 | 9.6 |
Mostrar la solución
- (a) Cambio: 9.7 mm − 9.2 mm = 0.5 mm más profundo. Porcentaje de cambio = 0.5 ÷ 9.2 × 100 = 5.4%
- (b) Por qué ayudaron los picos profundos: solo las aves con picos profundos y fuertes podían romper las semillas grandes y duras que quedaban, así que sobrevivieron y se reprodujeron.
- (c) Herencia: el promedio de los descendientes (9.6 mm) está mucho más cerca del promedio de sus padres (9.7 mm) que del de la población original (9.2 mm), lo que muestra que los picos profundos se transmiten.
- Respuesta: (a) 0.5 mm más profundo, un aumento de 5.4%. (b) Solo los picos profundos podían romper las semillas que quedaban. (c) Los descendientes se parecen a los sobrevivientes.
Ejemplo 2: Caracoles en un pasto
Una población de 500 caracoles en un pasto verde liso tiene 300 caracoles con bandas y 200 caracoles lisos. Las aves encuentran con más facilidad a los caracoles con bandas. Se comen 50% de los caracoles con bandas y 10% de los caracoles lisos. ¿Qué porcentaje de la población de caracoles tenía bandas antes y después de que comieran las aves? Muestra cómo planteas el problema.
| Tipo de caracol | Número antes | Porcentaje que se comen |
|---|---|---|
| Con bandas | 300 | 50% |
| Liso | 200 | 10% |
Mostrar la solución
- Antes: 300 ÷ 500 × 100 = 60% con bandas
- Quedan con bandas: 300 − (0.50 × 300) = 300 − 150 = 150 caracoles
- Quedan lisos: 200 − (0.10 × 200) = 200 − 20 = 180 caracoles
- Después: total = 150 + 180 = 330 caracoles. 150 ÷ 330 × 100 = 45.5% con bandas
- Respuesta: Los caracoles con bandas eran 60% antes y 45.5% después.
Ejemplo 3: ¿Qué tipo de selección es?
Las gráficas A, B y C muestran una característica antes (curva punteada) y después (curva continua) de la selección. Relaciona cada situación con una gráfica y nombra el tipo de selección. (1) Los recién nacidos de peso mediano sobreviven mejor que los bebés muy pequeños o muy grandes. (2) Cuando los depredadores empiezan a preferir a los ratones pequeños, solo sobreviven los ratones más grandes. (3) Las aves con picos muy pequeños o muy grandes comen los dos tipos de semillas de una isla, mientras que los picos medianos son malos para ambos.
Mostrar la solución
- (1) Bebés: gráfica B, selección estabilizadora. Los valores del medio sobreviven mejor, así que la curva se hace más angosta.
- (2) Ratones: gráfica A, selección direccional. Un extremo (el tamaño más grande) sobrevive mejor, así que toda la curva se desplaza hacia ese lado.
- (3) Picos: gráfica C, selección disruptiva. Los dos extremos sobreviven mejor, así que la curva se divide en dos picos.
- Respuesta: (1) B, estabilizadora. (2) A, direccional. (3) C, disruptiva.
Práctica
Lee un histograma de la variación, calcula cómo cambia una población, identifica tipos de selección y clasifica adaptaciones. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Selección natural (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Selección natural (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Variación, herencia, selección y tiempo
- Una adaptación es una característica heredada que mejora la aptitud
- Los individuos no evolucionan; las poblaciones sí
- Selección direccional, estabilizadora y disruptiva
De vuelta a la pregunta esencial: el ambiente moldea qué características se vuelven comunes porque los individuos con características heredadas útiles sobreviven y se reproducen más. Después de muchas generaciones, la proporción de esas características en una población aumenta, y así es como las poblaciones se adaptan a sus ambientes. A continuación, describirás este cambio con frecuencias alélicas.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS4-2: Construir una explicación basada en evidencia de que el proceso de evolución resulta principalmente de cuatro factores: (1) la capacidad de una especie para aumentar en número, (2) la variación genética heredable de los individuos de una especie debida a la mutación y a la reproducción sexual, (3) la competencia por recursos limitados y (4) la proliferación de los organismos que son más capaces de sobrevivir y reproducirse en el ambiente.
- HS-LS4-4: Construir una explicación basada en evidencia de cómo la selección natural lleva a la adaptación de las poblaciones.
Ideas disciplinarias básicas: LS4.B Selección natural; LS4.C Adaptación