la evolución es el proceso que cataliza los cambios genéticos dentro de una población de organismos. por ejemplo, una especie de algas podría modificar sus proteínas que absorben la luz de verde a rojo para permitirles prosperar más exitosamente en aguas más profundas. pero el cambio visible en las características de las algas es un reflejo de un cambio en la frecuencia general de genes específicos en la población. En términos técnicos, esto se conoce como frecuencia alélica. por lo tanto, el cambio evolutivo no puede ocurrir sin cambios en la frecuencia de los alelos, mientras que un cambio en la frecuencia de los alelos es una indicación de que la evolución está ocurriendo.
fenotipo y genotipo
fenotipo se refiere al conjunto de rasgos físicos y de comportamiento observables de un organismo. muchos de esos rasgos son expresiones directas del ADN de un organismo, que se denomina genotipo. Aunque algunos elementos del fenotipo son impulsados por la interacción de los genotipos de un organismo con el medio ambiente, de una forma u otra el fenotipo está vinculado al genotipo.
El genotipo de un organismo específico consiste en un conjunto de instrucciones genéticas para construir proteínas. Esas instrucciones suelen ser una especie de bolsa mixta. por ejemplo, un alga verde puede tener también algún ADN que dirija la síntesis de proteínas rojas. pero otros genes podrían apagar el gen de la proteína roja, o tal vez se está produciendo una proteína mucho más verde que la proteína roja. por lo que un organismo en particular podría tener un genotipo verde fuerte y un genotipo rojo débil.
genética de poblaciones
Aunque la evolución está impulsada por la interacción del entorno con un solo organismo, un solo organismo no puede evolucionar. Sólo las especies pueden evolucionar. por lo que los genetistas observan la distribución general del fenotipo y el genotipo dentro de una población. Son posibles muchas mezclas diferentes.
por ejemplo, una población de algas verdes podría ser verde porque solo tienen genes para producir proteínas verdes. pero también podrían ser verdes porque tienen genes para proteínas verdes y proteínas rojas, pero tienen otro gen que indica que las proteínas rojas deben descomponerse justo después de que se elaboran. por lo que el gen productor de proteínas de color puede ser "verde" o "rojo". las dos opciones se denominan alelos, y una medida de la composición genética de la especie está dada por la frecuencia de alelo entre todos los organismos de la especie.
equilibrio
Imagina un estanque, un par de pies de profundidad con algas que crecen en todas partes. Las algas cerca de la superficie tienen mucha luz amarilla que su proteína verde absorbe muy bien. pero las algas que se desplazan hacia abajo no tienen mucha luz amarilla: el agua absorbe el amarillo y deja pasar una luz más azulada, por lo que las algas más profundas necesitan proteínas rojas para obtener mejores resultados a mayor profundidad. Si tomara muestras de algas en la superficie, las más sanas serían verdes, mientras que las algas más sanas debajo de la superficie serían rojas. pero todas las algas se reproducen entre sí, por lo que el porcentaje de genes de proteína verde y proteína roja sería bastante estable de generación en generación. La estabilidad de la frecuencia del alelo se describe mediante el principio de hardy-weinberg.
cambio
Ahora imagina que hay un año de fuertes tormentas. las algas en el estanque desbordan las orillas y se extienden a los estanques vecinos. uno de los estanques vecinos es muy poco profundo, y el otro es mucho más profundo. en el estanque de poca profundidad, el gen de la proteína roja no es útil, por lo que las algas de proteína verde más puras son exitosas. eso tenderá a expulsar el gen de la proteína roja del grupo de genes, es decir, reducirá la frecuencia alélica del gen de la proteína roja. Lo contrario puede suceder en el estanque profundo. En aguas profundas, la proteína verde no sirve de nada. La diferencia en la profundidad de las algas verdes y rojas puede conducir a la disminución de los genes de proteínas verdes en la población de algas que nunca se acerca a la superficie para reproducirse. Los cambios en la frecuencia de los alelos en respuesta a la presión ambiental: la evolución está en acción.