La Evolución, una cuestión de poblaciones.

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La Evolución en el Ecosistema, una cuestión de poblaciones.

Objetivos para Bachillerato

Reconocer los factores ecosistémicos bióticos que actúan como presión de selección en una situación hipotética, y a la selección sexual como una variante de la selección natural, aplicando el principio de H-W para la determinación de una situación distinta al equilibrio que determina la evolución, mediante cálculos sencillos y discusión del concepto de probabilidad.

Requisitos conceptuales para Bachillerato:

Evolución, principio de Hardy-Weinberg, dominancia, segregación, fenotipo, genotipo, homocigoto, heterocigoto, gen, alelo,fondo común de genes o acervo genético de la población, probabilidad, nomenclatura genética, Comunidad biológica, población , individuo, relaciones biológicas intra e interespecíficas (predación y enemigo natural), selección natural y selección sexual.

Vea aqui adaptación para 1ºy 3º CBU

La siguiente secuencia de imágenes, corresponden a una hipotética población de ratones, de la cual se conocen algunos aspectos de su biología y relaciones biológicas en el ecosistema.

Sabemos que el color del pelo de los ratones está determinado por un par de genes, donde el gen A, determina que el pelo sea gris y su alelo a determina que el pelo sea blanco. Sabemos además que una pareja de ratones puede dar seis camadas por año de seis crías, más o manos, cada una. A las seis semanas de nacidas éstas pueden a su vez reproducirse; sin embargo algunos ratones no encuentran pareja.

Sabemos también que las lechuzas, cazan a los ratones localizándolos con la vista durante sus vuelos nocturnos.

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Después de la discusión los alumnos resuelven la actividad,a continuación se muestra una posible resolución del problema

Según establece el principio de dominancia, todos los ratones de fenotipo claro son homocigotos recesivos, los de fenotipo gris pueden ser homocigotos o heterocigotas. En el ejemplo se decidió que diez ratones sean heterocigotas y cinco homocigotas.

siendo:

nº de sucesos totales: nº de alelos en en la población o (fondo común de genes o acervo genético poblacional)

nº de sucesos de interés= nº de alelos dominantes en el acervo genético de la población.

A partir de estas últimas, se estiman las frecuencias genotípicas esperadas por H-W. Comparo las frecuencias genotípicas observadas con las esperadas. Si coinciden, entonces está en HW, si no coinciden no se está en HW.

p(AA)= 0,33 x 0,33= 0,1

p(aa)= 0,67x 0,67= 0,45 aprox 0,5

p(Aa)= 2( 0,33 x0,67)= 0,44 aprox 0,4

En una muestra de 30 individuos podemos esperar

0,1x30=3 , tres individuos AA, pero en la muestra son 5.

0,5x30= 15 exactamente igual a la muestra

0,4x30=, 12 individuos Aa, pero en la muestra hay 10.

Cuando hay diferencias entre las frecuencias estimadas y esperadas se dice que no está en equilibrio H-W .¿Se puede asumir entonces que no está en equilibrio?, ¿Cuánto de esas diferencias pueden deberse a error de muestreo? ¿Cuánto de esa diferencia se explica por factores evolutivos como selección natural o migración?

Para ver si las diferencias son significativas se utilizan instrumentos estadísticos, como por ejemplo el test de Chi²,(ji²) que excede los objetivos de esta actividad.

Pregunta1: ¿Por qué la Tierra no está llena de ratones?

Contenido

Excelente (2puntos)

Aceptable(1 punto)

Insuficiente(0,5puntos)

Totalmente insuf (0)

Conceptual

Selección natural

Selección sexual

Sabe que el azar y la selección sexual pueden ser la causa de que algunos individuos no consigan pareja y que ésta última es una forma de selección natural.

Sabe que otras presiones de selección como la predación pueden determinar cambios en las frecuencias poblacionales.

Sabe que hay otros factores de variación como la mutación y la migración aunque que no se aprecian en el ejemplo.

Reconoce las presiones de selección para la selección natural que relata el texto y el efecto del azar pero sin otras consideraciones.

Explica mediante el relato de la predación sin aplicación de los términos técnicos (selección natural o presión de selección o efecto del azar)

No responde

Pregunta 2: ¿Cuáles son los factores que condicionan la supervivencia de la población de ratones?

Contenido

Excelente(1punto)

Aceptable

(1 punto)

Insuficiente

(0,5 puntos)

Insuficiente

(0 puntos)

Conceptual

Presión de selección

Sabe que la presión de selección es toda condición que afecta la supervivencia de los organismos en el ecosistema y que incluye factores bióticos (relacionados con la comunidad biológica) y abióticos.

Reconoce por lo menos un factor biótico en la lectura.( predación, competencia por la pareja, etc)

Nombra factores bióticos y abióticos y los relaciona con términos técnicos como selección natural sin usar el término de presión de selección.

Explica mediante un relato dificultades para la supervivencia sin aplicar términos técnicos como selección natural o presión de selección.

Cualquier otra respuesta.

Pregunta 3: ¿Cuáles son los mecanismos evolutivos actuantes en esta situación? Fundamenta.

Contenido

Excelente (2puntos)

Aceptable (1 punto)

Insuficiente(0,5puntos)

Totalmente insuf (0)

Conceptual

Mecanismos

evolutivos

Sabe que los mecanismos evolutivos son la Selección Natural y la Deriva génica (efecto del azar).

Sabe que siempre actúa la deriva con o sin selección natural

Sabe que la selección sexual es una modalidad de selección natural.

Reconoce que el azar incide en la reproducción diferencial (tanto en la obtención de pareja como en la capacidad de supervivencia hasta la edad reproductiva).

Reconoce que actúa la selección natural , pero no considera selección sexual en su respuesta , ( no hay elementos para determinar si sabe que la selección sexual es un tipo de selección natural)

Considera el azar en alguno de sus efectos

Reconoce que actúa la selección natural pero no considera el azar en ninguno de sus efectos.

Reconoce la SN y el azar pero incluye fenómenos que generan variabilidad como mecanismo evolutivo sin explicar la diferencia

No hay elementos para determinar que sabe cuáles son los mecanismos evolutivos .

Ó confunde mecanismos evolutivos con factores de variabilidad u otros procesos biológicos.

Pregunta 4: ¿Se encuentra en equilibrio la población de ratones? Fundamenta tu respuesta

Contenido	Excelente (2puntos)	Aceptable(1 punto)	Insuficiente(0,5puntos)	Totalmente insuf (0)
Procedimental (cálculo)	Realiza correctamente los cálculos, aproximando resultado al segundo dígito después de la coma. Despeja correctamente p de q y viceversa	Despeja correctamente, pero no aproxima; los cálculos son engorrosos pero no comete errores que induzcan a conclusiones equivocadas.	Realiza los cálculos con errores que inducen a conclusiones equivocadas	No responde
Conceptual Concepto de probabilidad	Sabe la fórmula para cálculo de frecuencia y la explicita.	Tiene concepto de probabilidad y realiza los cálculos sin errores conceptuales, obtiene conclusiones correctas.	Realiza cálculos pero no obtiene los datos necesarios para sacar conclusiones correctas	No responde
Nomenclatura genética de la dominancia	Sabe que las letras mayúsculas se asignan al alelo dominante y las minúsculas al recesivo	Asigna mayúscula al dominante y minúscula al recesivo pero dos letras diferentes para los alelos (por ejemplo G y b).	---------------------------	No discrimina mayúsculas de minúsculas y usa dos letras diferentes para los alelos ( por ejemplo GyB ó g y b)
Conceptual Interacción de dominancia entre alelos Fenotipo, genotipo, Homocigoto y heterocigoto	Sabe que en la dominancia los heterocigotos manifiestan el mismo fenotipo que los homocigotas para el alelo dominante y aplica los conceptos asignando correctamente los genotipos a los fenotipos representados y fundamentando por escrito.	Aplica conceptos asignando genotipos correctamente pero no fundamenta.	----------------------------	Asigna mal los genotipos porque: No tiene concepto de relación fenotipo-genotipo para la dominancia Ó Confunde con otras formas de interacción génica. Ó no responde
Conceptual Evolución y Principio de Hardy- Weinberg	Sabe que el proceso de evolución implica cambio en las frecuencias génicas poblacionales. Entre generaciones y que el principio de H-W permite establecer si la población se encuentra o no en equilibrio a partir de la comparación de frecuencias observadas y esperadas en una población dada.	Su conclusión es que hay evolución pero no fundamenta.	Su conclusión es que no hay evolución y fundamenta confundiendo igualdad de valor en las frecuencias génicas con el concepto de equilibrio.	La conclusión es equivocada y sin fundamentar, ó No responde.

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Bibliografía

Asimov y col. (1982)“de ratones y mariposas nocturnas”. El correo de la UNESC O. AÑO xxxv.Mayo 1982.p13-15

Freeman,S. y J.C. Herron. (2002).Análisis Evolutivo. Madrid. España: Prentice Hall

Tamarin. R. (1996). Principios de Genética.Barcelona.España. Reverté.

Wonnacott,T.H. y R.J.Wonnacott.(1979).Fundamentos de Estadística Para administración y economía.Limusa.Mexico

Fuente de imágenes:

https://openclipart.org/detail/192804/mice-1-by-hnpierce-192804

https://openclipart.org/detail/192803/mice-by-hnpierce-192803

https://openclipart.org/detail/146869/cartoon-owl-by-printerkiller