¿Podría evolucionar demasiado rápido ser malo?

> ¿Podría ser malo evolucionar demasiado rápido?

Respuesta corta: sí.

Respuesta larga: Primero debes definir tus términos:

“Evolución” significa un cambio en las proporciones de las características heredables (genes) presentes en la población. Las cosas que afectan la velocidad de dicho cambio incluyen la tasa de mutación, la tasa de muerte o infertilidad de los individuos reproductivos o pre-reproductivos, y la capacidad reproductiva de los individuos.

Suponga que “malo” significa que la población se extingue.

Entonces, por ejemplo, podría aumentar la velocidad de evolución al aumentar la tasa de mortalidad para que exceda la capacidad reproductiva. Su población se volvería cada vez más pequeña, y justo antes de que se extinguiera, las proporciones de genes en la población probablemente serían bastante diferentes de lo que eran cuando la población era estable.

Del mismo modo, como indicó, podría aumentar la velocidad de evolución al aumentar la tasa de mutación. Si lo aumentamos lo suficiente, podríamos aumentar la tasa de mortalidad y disminuir la capacidad reproductiva, por lo que el primero excede al segundo. El resultado sería una población que evolucionó bastante rápido antes de mutar fuera de existencia.

Incluso si especificamos que la tasa de mortalidad no puede exceder la capacidad reproductiva durante la respuesta evolutiva a una presión selectiva dada, esa respuesta podría dejar a la población incapaz de responder a una presión selectiva diferente que viene después. Por ejemplo, una población sometida a períodos alternos de calor y frío podría sobrevivir tanto si no evolucionara tan rápido como para perder por completo las adaptaciones del frío durante el tiempo que se estaba adaptando al calor. Mientras tanto, en el próximo valle, una población en evolución más rápida podría adaptarse más rápida y completamente al calor, pero luego se extinguiría cuando el clima se enfriara.

También existe el problema potencial de estar tan bien adaptado que terminas sobreexplotando un recurso importante y extinguiéndote. Por ejemplo, supongamos que en un valle tenemos un patógeno mortal que se adapta muy rápidamente para vencer las defensas de su huésped. Termina infectando y matando a toda la población huésped, extinguiéndose así. Mientras tanto, en el próximo valle, una población diferente del mismo patógeno tiene una tasa de evolución más lenta (por cualquier razón) y, por lo tanto, nunca termina extirpando a la población huésped.

Alguien podría preguntar con respecto al último ejemplo, ¿por qué el patógeno de rápida evolución no evoluciona para volverse menos mortal? La respuesta es que una variación mortal que puede infectar a más hosts probablemente superará a una variación menos mortal que infecte a menos hosts. La selección natural no puede pensar en el futuro. A menudo, la muerte del huésped impide la capacidad del patógeno de afectar a otros huéspedes, pero eso no siempre es cierto.

> ¿De qué habría evolucionado el LUCA?

LUCA significa el ancestro común universal más reciente (“último”), por lo que presumiblemente habría una larga línea de ancestros comunes a partir de los cuales evolucionó LUCA. Esa línea comenzaría con el primer ancestro común universal (FUCA). Antes de la FUCA presumiblemente habría habido varios niveles de evolución química. El FUCA habría sido el primer organismo vivo (sin embargo, uno lo define) en nuestra línea. Cualquier organismo vivo anterior al FUCA se habría desarrollado de forma independiente a través de la abiogénesis, y finalmente se habría extinguido sin descendientes modernos.

El LUCA es un organismo que tenía ADN y síntesis de proteínas dirigida. Ahora, probablemente había varias poblaciones diferentes de organismos que tenían estos pero, por una razón u otra, todos los demás se extinguieron. Por ejemplo, probablemente había otras poblaciones que tenían un código de ADN diferente, pero el LUCA tenía el más eficiente.

Ahora, antes de LUCA había abiogénesis. En la hipótesis del mundo del ARN, esto habría sido replicar las moléculas de ARN que estaban en proceso de combinarse con las membranas lipídicas para formar una célula. En la hipótesis de las protoceldas, había protocélulas hechas de proteínas térmicas que formaban ARN y ADN dentro de la célula y finalmente evolucionaron la síntesis de proteínas dirigida.

No veo cómo es posible que una población evolucione “demasiado rápido”. La selección natural es una respuesta a los cambios en el medio ambiente. Por lo tanto, la selección natural no puede actuar más rápido que los cambios del entorno. Hay muchos casos en los que las poblaciones evolucionaron demasiado lentamente , porque el entorno cambió más rápido de lo que podían adaptarse. En esos casos, la población se extinguió.

Pero la selección natural no puede anticipar un nuevo entorno, por lo tanto, la selección natural no puede modificar una población para un nuevo entorno antes de que exista ese entorno. Esta situación, que se adapta a un entorno antes de que realmente exista, es la única forma en que una población podría evolucionar “demasiado rápido”.

Lectura sugerida (sobre “antes de LUCA”, no para la pregunta de velocidad de mutación), de Trends in Genetics: http://www.molevol.hhu.de/filead …

No hay tal cosa como evolucionar demasiado rápido, y no hay tal cosa como la “mala” evolución. Un organismo es viable y capaz de reproducirse, o no es viable ni capaz de reproducirse. Se han perdido muchas líneas de ‘mutaciones beneficiosas’ porque el organismo no se reprodujo o no pudo reproducirse lo suficiente como para que esa línea permanezca.

Yo diría que la evolución es un rasgo evolucionado. Solo va a suceder lo suficiente como para que los efectos sean realmente beneficiosos en algún sentido. Los rasgos que evolucionaron para facilitar eso fueron, de hecho, cosas como la solidez del código genético. Robusto, pero no demasiado resistente. Me arriesgaré y lo llamaré optimismo genético evolucionado.