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¿Cuál es la definición de aptitud evolutiva en biología?
En pocas palabras, la aptitud evolutiva es la capacidad de un organismo para sobrevivir y reproducirse. Se mide por el éxito reproductivo, es decir, lo bien que un genotipo o fenotipo se transmite a la siguiente generación en comparación con otros genotipos y fenotipos.
Genotipo: se refiere al material genético que produce el fenotipo.
Fenotipo: los rasgos observables de un organismo.
¿Cuáles son los componentes de la aptitud evolutiva?
Los componentes de la aptitud evolutiva abarcan tanto la supervivencia como la reproducción, haciendo hincapié en la reproducción.
Supervivencia
Para que un organismo pueda reproducirse, tiene que sobrevivir el tiempo suficiente para alcanzar la edad reproductiva. La supervivencia es un componente de la aptitud evolutiva porque si un organismo no puede sobrevivir, no podrá transmitir su genotipo o fenotipo a las generaciones siguientes. Esto significa que los rasgos que permiten a un organismo sobrevivir pueden aumentar la aptitud evolutiva.
Por ejemplo, los peces producen miles de crías, pero sólo sobreviven unas pocas. Los padres invierten poco esfuerzo en cuidar de cada individuo. Las crías que nacen con una mayor capacidad para escapar de los depredadores, así como para encontrar alimento y refugio, tienen más posibilidades de sobrevivir lo suficiente para alcanzar la edad reproductiva. Por tanto, rasgos como la coloración, que ayudan a los peces a esconderse de los depredadores, pueden aumentar la aptitud. El Carolina Madtom es una especie de pez que utiliza la coloración para mimetizarse con su entorno y esconderse de los depredadores.
Figura 1: El Carolina Madtom es un pequeño pez que se mimetiza con su entorno para ocultarse de los depredadores. También utiliza esta adaptación para ocultar su nido cuando cría.
Vivir más tiempo también significa que un organismo tiene más posibilidades de reproducirse. Por ejemplo, las hembras de antílope berrendo sólo se aparean cuando están en "celo" (fase de estro de su ciclo estacional). Los antílopes berrendos que tienen mejor vista y resistencia pueden dejar atrás a sus depredadores y sobrevivir a otros individuos. Vivir más tiempo significa que pueden reproducirse en varias temporadas de apareamiento.
Reproducción
El éxito reproductivo no sólo depende de la capacidad de un organismo para sobrevivir, sino también de su capacidad para atraer pareja y producir descendencia. La reproducción es un componente de la aptitud evolutiva porque los genotipos o fenotipos se transmiten a través de la reproducción. Esto significa que los rasgos que permiten a un organismo atraer pareja y producir descendencia pueden aumentar la aptitud evolutiva.
Un ejemplo clásico es el pavo real. ¿Te has fijado en que tiene una cola grande y colorida? Cuanto más extravagante sea su cola, más parejas puede atraer y más descendencia puede producir. Aunque tener una cola más impresionante no aumenta sus posibilidades de supervivencia, sí aumenta sus posibilidades de reproducción. Esto significa que lucir una cola más grande y colorida puede aumentar la aptitud.
Figura 2: Los pavos reales utilizan sus colas grandes y coloridas para atraer a sus parejas.
¿Qué papel desempeña la aptitud en la genética evolutiva?
La aptitud desempeña un papel crucial en la genética evolutiva. Los genotipos que aumentan la aptitud tienden a ser más comunes en la población. Este proceso se denomina selección natural.
La selecciónnatural es un proceso en el que los individuos con rasgos que les ayudan a sobrevivir en su entorno pueden reproducirse más gracias a esos rasgos.
Con el tiempo, la composición genética de toda la población cambia, un proceso conocido como evolución. La evolución es un cambio gradual y acumulativo en los rasgos hereditarios de una población de organismos. Este cambio tiene lugar en el transcurso de al menos varias generaciones.
¿Qué factores afectan a la aptitud evolutiva?
La selección de rasgos (es decir, qué rasgos proporcionan a un organismo una mayor aptitud y, por tanto, se transmiten con mayor frecuencia) también se ve afectada por el entorno actual. La interacción de un organismo con factores bióticos (vivos) y abióticos (no vivos) puede afectar a su aptitud evolutiva aumentando o disminuyendo la aparición de un rasgo de una población de organismos en un momento dado.
Supongamos que un hábitat está contaminado con un tipo de veneno que puede matar a la mayoría de la vida marina. Aunque en el pasado puede que no fuera un rasgo que afectara a su supervivencia, la tolerancia a este veneno durante este periodo puede aumentar la aptitud.
Además, un rasgo puede tener efectos tanto positivos como negativos sobre la aptitud, dependiendo de cómo afecte a la supervivencia y/o a la reproducción.
Por ejemplo, un pavo real con una cola más impresionante puede atraer a más parejas, pero también puede llamar la atención de más depredadores. En cambio, un pavo real con una cola menos impresionante, pero con espolones más fuertes en la parte posterior de las patas, puede atraer menos parejas, pero sobrevivir a otros pavos reales. Puede que los espolones del pavo real no aumenten sus posibilidades de atraer pareja, pero sí sus posibilidades de sobrevivir, aumentando así su aptitud evolutiva.
Que la cola del pavo real macho sea perjudicial para su supervivencia pero se seleccione debido a la preferencia femenina es un ejemplo de selección sexual, un modo de selección natural en el que la preferencia de la pareja influye en los rasgos heredables de una población.
Que un rasgo aumente o disminuya la aptitud puede depender de otros factores del entorno actual. ¿Cómo de agresivos son sus depredadores? ¿Con cuántos individuos compiten por una posible pareja? ¿Son accesibles sus fuentes de alimento? ¿Son resistentes a la sequía o a las enfermedades? Por eso un genotipo puede aumentar la aptitud en un entorno en un momento dado, pero disminuir la aptitud en otro.
¿Cómo se mide la aptitud evolutiva en biología?
La aptitud evolutivase mide por el éxito reproductivo. Suele expresarse como aptitud absoluta o aptitud relativa.
Aptitud absoluta
La aptitudabsoluta se mide en función del número de descendientes producidos por un genotipo que sobreviviría a la selección natural. Se suele denotar con (W). Se puede calcular utilizando:
Aptitud absoluta del genotipo (W) = El número de individuos después de la selección / el número de individuos antes de la selección
Cuando (W) > 1, significa que el genotipo X aumenta con el tiempo;
Cuando (W) = 1, significa que el genotipo X permanece estable a lo largo del tiempo;
Cuando (W) < 1, significa que el genotipo X disminuye con el tiempo.
Aptitud relativa
Laaptitud relativa se mide en función de la proporción de la contribución de un genotipo al acervo genético de la siguiente generación en comparación con la contribución de otros genotipos. Se denota por (w). Se puede calcular mediante
Aptitud relativa del genotipo (w) = aptitud absoluta del genotipo / aptitud absoluta del genotipo más apto
La aptitud relativa (w) del genotipo X puede interpretarse como lo apto que es en comparación con el genotipo más apto.
Ejemplo de cálculo de la aptitud evolutiva
Supongamos que una población está formada por individuos con los genotipos A, B y C, tal y como se presenta en la siguiente tabla:
| Nº de individuos antes de la Selección | Nº de individuos después de la selección | |
| Genotipo A | 100 | 120 |
| Genotipo B | 100 | 60 |
| Genotipo C | 100 | 100 |
Intentemos calcular la aptitud absoluta de cada genotipo.
La aptitud absoluta del genotipo A puede calcularse de la siguiente manera:
- 120 individuos con genotipo A después de la selección / 100 individuos con genotipo A antes de la selección
- Por tanto, la aptitud absoluta del genotipo A es 1,2.
- Esto significa que el genotipo A produjo una media de 1,2 descendientes que sobrevivieron a la selección natural.
La aptitud absoluta del genotipo B puede calcularse como sigue
- 60 individuos con genotipo B después de la selección / 100 individuos con genotipo B antes de la selección
- Por tanto, la aptitud absoluta del genotipo B es 0,6.
- Esto significa que el genotipo B produjo una media de 0,6 descendientes que sobrevivieron a la selección natural.
La aptitud absoluta del genotipo C puede calcularse como sigue
- 100 individuos con genotipo B después de la selección / 100 individuos con genotipo B antes de la selección.
- Por tanto, la aptitud absoluta del genotipo C es 1.
- Esto significa que el genotipo C puede producir una media de 1 descendencia que sobreviva a la selección natural.
Los valores de aptitud absoluta de los genotipos A, B y C nos indican que el genotipo A aumenta con el tiempo, el genotipo B disminuye con el tiempo, mientras que el genotipo C permanece estable con el tiempo.
Ahora, intentemos calcular la aptitud relativa de cada genotipo.
En primer lugar, tenemos que identificar la aptitud absoluta del genotipo más apto.
En nuestro ejemplo, el genotipo A, con una aptitud absoluta de 1,2, es el más apto. Será el patrón con el que se compararán los demás genotipos.
Ahora calculemos la aptitud relativa del genotipo A:
- aptitud absoluta del genotipo A / aptitud absoluta del genotipo A
- aptitud relativa del genotipo A = 1,2 / 1,2
- aptitud relativa del genotipo A = 1
Ahora calculemos la aptitud relativa del genotipo B:
- aptitud absoluta del genotipo B / aptitud absoluta del genotipo A más apto
- aptitud relativa del genotipo B = 0,6 / 1,2
- aptitud relativa del genotipo B = 0,5 ó 50%.
- Por tanto, el genotipo B es un 50% más apto que el genotipo A.
Calculemos ahora la aptitud relativa del genotipo C:
- aptitud absoluta del genotipo C / aptitud absoluta del genotipo A más apto
- aptitud relativa del genotipo C = 1 / 1,2
- aptitud relativa del genotipo C = 0,83 o 83%.
- Por tanto, el genotipo C es un 83% tan apto como el genotipo A.
Aptitud evolutiva - Puntos clave
- La aptitudevolutiva es la capacidad de los organismos con un genotipo específico para reproducirse y transmitir sus genes a la siguiente generación, en comparación con los que tienen otros genotipos.
- Los principales componentes de la aptitud son la supervivencia y la reproducción. Para que un organismo pueda reproducirse, tiene que sobrevivir lo suficiente para alcanzar la edad reproductiva.
- La aptitud puede medirse como aptitud absoluta o aptitud relativa.
- La aptitudabsoluta se mide en función del número de descendientes producidos por un genotipo que sobreviviría a la selección natural.
- La aptitudrelativa se mide en función de la proporción de la contribución de un genotipo al acervo genético de la siguiente generación en comparación con la contribución de otros genotipos.
Referencias
- Figura 1: Carolina Madtom (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carolina_Madtom_hiding_in_the_wild.jpg) por U.S. Fish and Wildlife Service Southeast Region, Dominio Público.
- Figura 2: Pavo real (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Peacock_-_Sapphire_Blue.jpg) de kathypdx, con licencia CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en).
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