Ejercicios: Selección natural y selección artificial

Enumera las cuatro condiciones que deben cumplirse para que ocurra la selección natural en una población. Explica brevemente por qué la variación heredable es esencial.

Define aptitud biológica (fitness) en el contexto de la evolución. Luego decide cuál de dos conejos tiene mayor aptitud: el conejo 1 vive 9 años y deja 2 crías que sobreviven, o el conejo 2 vive 3 años y deja 6 crías que sobreviven. Explica tu razonamiento.

La mostaza silvestre ha sido modificada por las personas mediante cruzamiento hasta producir brócoli, col rizada, repollo y coliflor. Define selección artificial e indica una diferencia con la selección natural en cuanto a qué determina cuáles individuos se reproducen.

Una población de 1,000 escarabajos tiene 500 escarabajos verdes y 500 marrones, y el color es heredable. Las aves encuentran con más facilidad a los escarabajos verdes sobre la corteza marrón de los árboles. Solo el 30% de los verdes sobrevive para reproducirse, frente al 60% de los marrones. (a) ¿Cuántos escarabajos verdes y marrones sobreviven para reproducirse? (b) Suponiendo que cada sobreviviente deja el mismo número de descendientes, ¿qué porcentaje de la siguiente generación será verde? (c) Predice qué ocurre con la frecuencia del fenotipo verde a lo largo de muchas generaciones si esta presión continúa.

Una población de $10^9$ bacterias contiene, en promedio, 1 célula resistente por cada $10^6$ células, debido a mutaciones al azar ocurridas antes de usar cualquier antibiótico. (a) ¿Cuántas células resistentes se esperan antes del tratamiento? (b) Después de que un antibiótico mata a casi todas las células susceptibles, explica por qué la población pasa a ser mayormente resistente. (c) Explica por qué es incorrecto decir que las bacterias "decidieron" o "aprendieron" a ser resistentes.

Clasifica cada situación como selección direccional, estabilizadora o disruptiva y describe cómo cambia la distribución del rasgo:

(a) durante una sequía, solo los pinzones con picos grandes y profundos pueden romper las semillas duras que quedan;

(b) los bebés humanos con peso al nacer muy bajo o muy alto tienen menor supervivencia que los de peso intermedio;

(c) en una población de aves que comen semillas, las aves con picos muy pequeños o muy grandes se alimentan eficientemente de las semillas disponibles, pero las aves con picos medianos lo hacen mal.

En un estudio hipotético de una población de pinzones en una isla, la profundidad media del pico antes de una sequía severa era 9.0 mm. La profundidad media del pico de las aves que sobrevivieron y se reprodujeron fue 9.8 mm. La profundidad media del pico de sus crías fue 9.7 mm. (a) Calcula el diferencial de selección (sobrevivientes menos la población original) y el cambio en la media de la generación de los padres a la de las crías. (b) Explica qué sugieren estos valores sobre la heredabilidad de la profundidad del pico. (c) Después de varios años de lluvias abundantes, abundan las semillas pequeñas y blandas. Predice cómo podría cambiar la selección y explica si la evolución siempre se mueve en una sola dirección.

En un experimento hipotético de cruzamiento a largo plazo, los agricultores seleccionaron en cada generación solo las plantas de maíz con mayor contenido de aceite. El contenido medio de aceite subió de 4.5% en la generación 0 a 12% en la generación 50 y a 17% en la generación 100, pero el aumento por generación se hizo más lento. (a) Explica cómo es un ejemplo de selección artificial que actúa sobre variación heredable. (b) Propón dos razones por las que la tasa de aumento se redujo. (c) Compara este proceso con la selección natural en una población silvestre de plantas, considerando quién o qué selecciona, qué rasgo se favorece y el efecto sobre la diversidad genética. (d) Argumenta un riesgo de un sistema agrícola que depende de una sola variedad de cultivo genéticamente uniforme.