La evolución es un proceso poblacional y la matemática nos ayuda a entenderlo

Una especie se define como un grupo de organismos capaces potencialmente de cruzarse entre sí. La mayoría de las espacies están compuestas de poblaciones, grupos de organismos que se entrecruzan, son entonces estas, las poblaciones, las que evolucionan. A su vez las poblaciones  están a menudo subdivididos en grupos locales parcialmente aislados denominados demos, cuando existen, son estos demos o poblaciones locales, los que pueden evolucionar.

Casi todos los fundamentos matemáticos de los cambios genéticos en las poblaciones fueron desarrollados en un breve espacio de tiempo, durante las décadas de 1920 y 1930 por tres hombres de ciencia: R.A Fisher, J.B.S. Haldane y  S. Wright. Con el tiempo surgieron algunos puntos de desacuerdo  entre ellos, pero  las discrepancias se referían más bien a qué procesos evolutivos eran más importantes que otros, y no la forma en que dichos proceso operaban.

Desde  el desarrollo de la informática se ha hecho posible llevar a cabo un gran número de cálculos rápidamente, haciendo de la simulación de  situaciones poblacionales una herramienta fundamental para la genética experimental. Actualmente se están utilizando nuevas técnicas de genética molecular para analizar las relaciones entre las especies y el ritmo de los procesos evolutivos.
En el caso más sencillo, con un locus con dos alelos A y a, aplicando los conceptos mendelianos, elaboramos una cuadrícula de Punnet donde se aprecia la segregación de alelos tanto en la formación de los gametos masculinos como los femeninos. Entonces, denominaremos frecuencias alélicas p y q respectivamente, a la frecuencia de cada uno de los alelos en la población, siendo  p=frecuencia del alelo A,  y q=frecuencia del alelo a.

Podremos ahora  calcular cuál es la probabilidad de  ocurrencia de cualquiera de los genotipos como se observa en la siguiente figura

Podremos ahora  calcular cuál es la probabilidad de  ocurrencia de cualquiera de los genotipos como se observa en la figura.

Resumiendo: la frecuencia de los genotipos en la población es:      p2 +2pq +q2  y cada uno de los términos de esta ecuación (igualada a 1 porque  representa el 100% de la población), corresponden  a  las frecuencias o probabilidad de encontrar un genotipo dado en la población en equilibrio.

Es decir: después de una generación de apareamiento al azar, los tres genotipos AA, Aa y aa,  se presentarán con una frecuencia (probabilidad):                 p2, 2pq y q2= 1

Entonces el principio puede enunciarse como:  “Bajo ciertas condiciones tras una generación de apareamiento al azar, las frecuencias de los genotipos de un locus individual se fijarán en un valor de equilibrio y esas frecuencias de equilibrio están en  función  de las frecuencias alélicas”. 

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

  Futuyma, D.J. (2011) Evolution. Sunderland. U.S.A. Sinauer Associates

 

Enlace a actividades relacionadas con el tema La Evolución, una cuestión de poblaciones.