¿Cómo pueden las mutaciones ayudar a una especie a adaptarse mejor a su entorno?

Hagámoslo realmente simple.

Hay una especie de rata que se adapta bien a su entorno. Resulta que tiene un pelaje de 10 mm de largo. Pero luego, por cualquier razón, el ambiente se vuelve más frío. Podría ser el ciclo climático natural, podría ser polvo bloqueando la luz solar de un devastador golpe de meteorito o actividad volcánica, o podría ser que la especie se ve obligada a ingresar a un nuevo hábitat en busca de alimento.

Una rata hembra (con pelaje de 10 mm) da a luz a una camada de 3 cachorros. Uno tiene una mutación que le da un pelaje de 9 mm. Uno tiene una mutación que le da 11 mm. Y el tercero no tenía ninguna mutación en sus genes que trabajen juntos para crear pelaje, por lo que tiene un pelaje de 10 mm como su madre.

Ahora, el que tiene el cabello más delgado se congela cuando es muy joven, por lo que solo dos llegan a la edad adulta. El que tiene un pelaje ligeramente más largo tiene una pequeña ventaja. Su pelaje atrapa más aire caliente y actúa como un aislante para que el calor del cuerpo no escape tan rápido como el de sus hermanos. El que tiene pelaje “normal” pone mucha energía en temblar y mantener su metabolismo generando calor. Entonces necesita consumir más. En promedio, está más cansado, más débil, más hambriento, más enfermo, más frío y más lento. Tiene menos posibilidades de encontrar, cortejar, impresionar, someter y copular con un compañero. Tiene más posibilidades de ser atrapado por un depredador antes de que incluso tenga la oportunidad de encontrar una pareja. Entonces, todas las demás cosas son iguales, y dado que hay recursos finitos disponibles, digamos que es el que tiene pelaje más largo que sobrevive y encuentra una pareja.

Entonces, en la próxima generación, nacen 3 nuevos cachorros (de un padre con pelaje de 11 mm). Uno tiene una mutación que le da un pelaje de 10 mm, uno no tiene mutación y tiene un pelaje de 11 mm, y el tercero tiene una mutación que le da un pelaje de 12 mm. El pelaje de 11 mm tiene una ventaja sobre el hermano de pelaje de 10 mm igual que antes, pero ahora el campo de juego es diferente. Ahora está compitiendo por comida, refugio y compañeros con una rata encantadora y cómoda con pelaje de 12 mm. Esta vez no puede competir, por lo que pierde ante su hermano de pelo largo.

Ahora, obviamente, este es un ejemplo ridículamente simple, y no tiene en cuenta cosas como el ADN proveniente de ambos padres, pero se supone que resalta la lógica del entorno que selecciona los fenotipos.

Las dos cosas importantes a tener en cuenta son:

  1. Esto está sucediendo en miles o quizás millones de personas dentro de una generación. Es un proceso estadístico . Este pequeño ejemplo parroquial no es más que una única muestra hipotética artificial, pero la evolución se trata de estadísticas. Puede argumentar que una diferencia de 1 mm en la longitud del pelaje no tendrá mucho efecto. Pero incluso una pequeña ventaja estadística es importante con muchas muestras.
  2. Una sola generación o dos no tendrán ningún efecto notable. Los humanos estamos acostumbrados a pensar en varias generaciones, en un lapso de unas pocas décadas. Pero con la evolución estamos hablando de miles y miles de generaciones, durante millones y millones de años. Con una pequeña ventaja estadística y un proceso que dura millones de años, los grandes cambios son inevitables.

Con el tiempo, los genes para pieles más largas se extenderán a través de la población. Esto está sucediendo en conjunto con mutaciones que afectan el tamaño del cuerpo, el sistema digestivo, el sentido, el comportamiento y todo lo demás asociado con la especie. La especie se volverá más eficiente, más adaptada, más adecuada para el medio ambiente en el que se encuentra. Y todo es completamente natural.

Es un proceso notablemente simple y hermoso.

¿Cómo pueden las mutaciones ayudar a una especie a adaptarse mejor a su entorno?

Porque la evolución ocurre cuando los estresores amenazan la supervivencia de una población variada. Sin variación, no puede haber cambios, ya sea que toda la población prospere o muera junta.

Es por eso que los monocultivos tan favorecidos en la agricultura industrial moderna pueden ser tan problemáticos. Mis antepasados ​​llegaron a Estados Unidos cuando una bacteria llamada Phytophthora arrasó con las dos variedades de papas de alto rendimiento de las cuales toda la población de Irlanda dependía para la mayor parte de sus calorías, lo que llevó a lo que podría ser la peor hambruna no relacionada con la guerra en el mundo. historia.

La vida no tiene bola de cristal. Solo puede planificar con anticipación al tener mucha diversidad. Por eso tenemos sexo. Un organismo de reproducción sexual renuncia a MITAD de su éxito genético, pero a cambio, se convierte en miembro de una población mucho más diversa y, por lo tanto, mucho más propensa a sobrevivir.

Las mutaciones tienen la posibilidad de introducir nuevos alelos en la población. Ahora, para ser claros, una mutación no beneficia a una especie , que es la redacción de su pregunta. En cambio, una mutación tiene la posibilidad de beneficiar o dañar al portador del nuevo alelo, o posiblemente a los del mismo grupo familiar.

Usemos un ejemplo del mundo real. Es posible que haya oído hablar del rasgo drepanocítico. Surge de una mutación puntual (una mutación puntual es aquella en la que solo se cambia un nucleótido). Los nucleótidos codifican proteínas y se agrupan en unidades de tres llamadas “codones”. Varios codones, a su vez, forman un gen. Entonces hay un gen con el nombre pegadizo HBB. Es una receta para hacer células de hemoglobina. Tiene un codón dentro que se encuentra más comúnmente en la secuencia GAG (que es una secuencia de ADN de guanina-adenina-guanina). Sin embargo, si esa A muta a una T (timina), codifica una proteína diferente y el resultado es la presencia del rasgo de células falciformes.

Entonces, ¿qué es el rasgo de células falciformes? Bueno, hace que los glóbulos rojos del portador se formen de manera un poco diferente. La hemoglobina “mutante” se agrupa, y esto conduce a los glóbulos rojos con forma de hoz o de media luna. Como con la mayoría de nuestros genes, heredamos una copia de nuestros padres. Si un niño recibe dos copias del gen de células falciformes, es una noticia bastante mala: esto conduce a la enfermedad de células falciformes (también conocida como anemia de células falciformes). Acorta la esperanza de vida y puede conducir a una serie de problemas de salud a lo largo de la vida del portador. Sin embargo, si un niño hereda solo una copia del gen mutado y la otra es normal, la desventaja es mucho más sutil. Además, también ofrece una ventaja importante: ¡ resistencia a la malaria!

Como era de esperar, la selección natural ha favorecido este rasgo en las áreas donde ocurre la malaria, y la ventaja de supervivencia para aquellos que son heterocigotos para el rasgo hace que el rasgo pueda prosperar.

Mi explicación puede ser menos grandiosa que las otras, pero haré lo mejor que pueda.

El proceso de evolución por mutación aleatoria es básicamente arrojar cosas a la pared y ver qué se pega .

Si tengo un montón de cosas y quiero encontrar la mejor manera de hacer que se peguen a la pared, sumergiré una cosa en un adhesivo diferente cada vez y haré el lanzamiento . Los que no se pegan están etiquetados como trapos, así que no termino usando ese adhesivo la próxima vez. Probaré un montón de adhesivos diferentes hasta encontrar el que se adhiera mejor. Si tengo mucha gente tirando cosas a la pared, descubriré qué se pega incluso antes.

Si todavía me sigues, las “cosas” son tu especie, los adhesivos son tus mutaciones, el acto de tirar es su esperanza de vida, la pared es el medio ambiente y la “adherencia” está viva. Las mutaciones funcionan se reutilizarán, porque el organismo está vivo y puede producir bebés, mientras que las mutaciones que no funcionan no se transmiten porque el organismo muere . Pero el organismo continuará mutando, para ver si puede adherirse a la pared incluso mejor que antes.

TL; DR : las mutaciones ayudan a una especie a adaptarse mejor a su entorno al ayudar a los miembros de la especie a no morir.

Espero que haya ayudado.