Selección natural

La selección natural es el mecanismo evolutivo que establece que los individuos de una especie que mejor se adaptan a su ambiente sobrevivan y se reproduzcan. Como tal, es un proceso no aleatorio que favorece la reproducción y proliferación de organismos con determinadas características en unas condiciones particulares.

La selección natural contribuye al conjunto de transformaciones que experimentan los seres vivos a través de las generaciones, mejor conocido como evolución. Existen otros factores evolutivos como las mutaciones, el flujo génico y la deriva génica.

Requisitos para la selección natural

Para que ocurra la selección natural, deben concurrir las siguientes condiciones:

Variación fenotípica

La variación fenotípica se refiere a las diferencias físicas, fisiológicas y de comportamiento que cada organismo de una especie tiene con respecto a otro organismo de la misma especie. Por ejemplo, las variedades de perros Pastor Alemán, San Bernardo y Chihuahua pertenecen a la misma especie (Canis lupus familiaris) pero presentan características particulares.

La variación fenotípica son las características observables en los organismos que, sin embargo, tienen su base en la secuencia de ADN de las especies, o genotipo. Asi, a cada variación fenotípica debe corresponder un cambio en la secuencia del ADN.

Herencia

La herencia es la capacidad de un organismo de transmitir su información genética a su descendencia. La base de la herencia es el ADN, y la genética es la ciencia encargada del estudio de la transmisión de los caracteres o rasgos a través de las generaciones.

En el sentido evolutivo. si un cambio fenotípico no se puede heredar a la progenie, no existe selección natural. Por ejemplo, si una persona perdió una mano en un accidente, fenotípicamente sólo tiene una mano, pero sus hijos con seguridad nacerán con las dos manos. Perder una mano en un accidente no cambia la información genética de tener dos manos.

Éxito reproductivo

El éxito reproductivo se refiere a la capacidad de un organismo de poder tener descendencia y de que esta sobreviva. Por ejemplo, el pavo real macho (Pavo sp.) con el plumaje más vistoso y colorido atraerá mas hembras de su especie y procreará más "pavitos" con parte de sus genes.

Teoría evolutiva de Darwin

Charles Darwin (1809-1882), naturalista y biólogo inglés, es el autor de la teoría de la evolución basada en la selección natural. Sus observaciones se iniciaron en 1831 cuando formó parte de la expedición científica a bordo de la nave H.M.S. Beagle. Este viaje a través de América del Sur y varias islas del Pacífico duró cinco años.

Después de muchos análisis y estudios, Darwin publicó su libro El origen de las especies por medio de la selección natural en 1859.

Teoría sintética de la evolución

La teoría sintética de la evolución o neodarwinismo combina la selección natural de Darwin con la genética mendeliana y de poblaciones de la siguiente forma:

  • La variabilidad en una población se produce por mutaciones en la composición genética de las especies y por la recombinación genética.
  • Los genes involucrados en la expresión de los fenotipos favorables de los individuos más aptos aumenta en frecuencia en una población, generación tras generación.
  • Los genes responsables por los fenotipos menos ventajosos reducen su frecuencia o desaparecen de la población.

Para la época en que Darwin planteó su teoría de la evolución, Gregor Mendel (1822-1884) realizaba los experimentos que lo llevaron a ser considerado el "padre de la genética moderna". Sin embargo, los trabajos de Mendel no fueron reconocidos sino en el siglo XX.

Vea también Charles Darwin.

Tipos de selección natural

tipos de selección natural
Tipos de selección según sus efectos en las poblaciones a lo largo del tiempo.
  • La selección estabilizadora: los individuos que expresan el rasgo promedio prevalecen. Por ejemplo, el peso de los bebes humanos al nacer es un rasgo bajo la influencia de la selección estabilizadora. Los bebes con muy bajo o muy alto peso normalmente no sobreviven.
  • La selección direccional: los individuos de uno de los extremos de la distribución de características son favorecidos. Por ejemplo: a lo largo del tiempo las jirafas de cuello más largo prevalecieron sobre las jirafas de cuello más corto.
  • La selección disruptiva: ocurre cuando los fenotipos de los extremos tienen ventaja sobre los fenotipos intermedios. Por ejemplo: en las islas Galápagos existen dos poblaciones del pinzón de tierra medio Geospiza fortis: una con el pico más grande y más fuerte especializado en las semillas más duras y grandes, y otra con el pico pequeño especializado en semillas pequeñas y suaves.

Ejemplos de selección natural

Para entender cómo funciona la selección natural en el proceso evolutivo de las especies biológicas, presentamos varios ejemplos ilustrativos.

La velocidad de los guepardos

guepardo corriendo selección natural animás más veloz
El guepardo (Acinonyx jubatus) evolucionó hasta ser uno de loa animales más veloces.

El guepardo (Acinonyx jubatus) es un felino salvaje que puede llegar a una velocidad de 115 km/h. ¿Cómo evolucionó este animal para alcanzar esta velocidad? La respuesta más adecuada es la siguiente:

En un ambiente donde los recursos alimenticios eran escasos, los guepardos con mayor velocidad fueron los que atrapaban primero a la presa y sobrevivieron. Los animales más lentos murieron por desnutrición, mientras que los más rápidos pudieron reproducirse, transmitiendo a sus hijos los genes para mejor capacidad de reacción y musculatura para correr.

El pelaje del ratón Peromyscus polionotus

Peromyscus polionotus seleccion natural
El ratón Peromyscus polionotus de las dunas presenta un color más claro. Crédito de la foto: USFWS endangered species.

El ratón Peromyscus polionotus vive en varias partes de los EE.UU. y presenta varias subespecies, con un color de pelaje característico de la zona donde viven. Por ejemplo, el P. polionotus subgriseus vive en suelos oscuros y tiene el pelaje más oscuro, mientras que el P. polionotus leucocephalus vive en las dunas de arena y presenta un color más claro.

Esta adaptación al color del suelo donde habitan cada una de estas subespecies los protegen contra depredadores, como las lechuzas. La diferencia en color puede explicarse por una mutación en el gen responsable del color del pelo en los mamíferos, el receptor de melanocortina-1.

La explicación según la selección natural es la siguiente: los ratones con el color claro viviendo en suelos oscuros son más fáciles de ser capturados por sus depredadores, por lo que estos desaparecen. Los ratones oscuros prevalecen, se multiplican y las generaciones siguientes tendrán un color oscuro.

Por otro lado, en las arenas claras, el color oscuro de los ratones es fácilmente distinguible por un depredador, por lo cual estos están en desventaja. Los ratones claros en este ambiente podrán reproducirse y transmitir el gen del color claro a sus descendencias.

En cualquiera de los dos casos, los individuos como tal no pueden cambiar el color de su pelaje, aunque se les cambie de ambiente; esto es, si colocamos un ratón claro en un suelo oscuro, este no va a cambiar su color para adaptarse al nuevo ambiente, y, con seguridad, será presa fácil de sus cazadores.

Resistencia a los antibioticos en bacterias

bacterias resistentes a antibioticos
La resistencia a los antibióticos de las bacterias es un problema de salud pública.

La penicilina y otros antibióticos de la misma clase actúan interfiriendo en la síntesis de la pared bacteriana. La penicilina fue el primer antibiótico producido en masa en 1943 y ya para 1947 aparecieron las primeras bacterias resistentes.

Las bacterias resistentes producen una enzima, la beta-lactamasa, que degrada el antibiótico. Cuando se administra un tratamiento con antibióticos para curar una infección, si existieran bacterias con beta-lactamasa, estas no morirán y se reproducirán ampliamente. El resultado será que la infección no podrá ser curada con el mismo antibiótico. Esto acarrea un gran problema de salud pública a nivel mundial.

Intolerancia a la lactosa en humanos

La lactosa es el azúcar presente en la leche de los mamíferos. Para procesarla, se necesita una enzima, la lactasa, que rompe la lactosa en glucosa y galactosa. En la mayoría de las poblaciones, esta enzima deja de producirse en la infancia. Por eso algunos adultos experimentan intolerancia a la lactosa, porque no producen la lactasa.

Sin embargo, algunas poblaciones presentan una mutación en el gen de la lactasa que permite que se produzca la enzima en la edad adulta. Esta mutación es predominante en las poblaciones que dependían en la antigüedad de la domesticación del ganado, como Europa del Norte y África del Este.

Diferencia entre selección natural y selección artificial

La selección natural está condicionada por la variabilidad fenotípica, la herencia y el éxito reproductivo de los individuos en el medio ambiente en que se desarrollan. No existe un ente que "escoja" qué característica prevalecerá.

La selección artificial es el proceso llevado a cabo por el ser humano para seleccionar especies animales o vegetales con características específicas. Por este medio los criadores han logrado obtener gallinas que ponen más huevos y más grandes, vacas que dan más leche, mazorcas de maíz dulce, entre otros.

Para esto, se escogen los individuos con las características deseadas, se reproducen entre sí, se escogen los hijos con las características buscadas, y asi sucesivamente por generaciones. Como se puede ver, en la selección artificial es el ser humano el que escoge qué fenotipo es el que quiere en mayor proporción.

Ejemplo de selección artificial

selección artificial perro chihuahua
La raza de los perros Chihuahua es producto de la selección artificial.

Los perros Chihuahua se originaron (así como los otros perros) por la selección artificial hecha por el ser humano. En este caso, se escogieron lobos (Canis lupus) de pequeño tamaño y caras cortas y se aparearon por entre si, por varias generaciones, hasta obtener las diferentes razas de perros (Canis lupus familiaris) como una especie diferente.

Es incorrecto pensar que el perro se originó simplemente de lobos que fueron "domesticados" por los seres humanos hace miles de años.

Conceptos claves de selección natural

Aunque el concepto de selección natural es simple, en la práctica existe mucha confusión al respecto. A continuación presentamos algunas ideas claves para comprender el proceso de la selección natural.

Las poblaciones evolucionan, los individuos no

Cuando hablamos de evolución por selección natural nos referimos específicamente a como cambian las poblaciones de una especie a través del tiempo. La evolución no afecta a un individuo en particular, así que los individuos no evolucionan.

La selección natural es un proceso que se toma su tiempo

Para observar los efectos de la selección natural sobre una población tiene que pasar un largo tiempo y muchas generaciones.

Las mutaciones y la recombinación genética hacen posible la evolución

La diferencia en fenotipos es posible porque hay variaciones en la información genética de una especie. Estas variaciones son el resultado de mutaciones o cambios aleatorios en la secuencia de los genes, o bien por recombinación genética. Si todos los individuos de una población son exactamente iguales, no sería posible la selección natural.

El ambiente no cambia al individuo

Muchos creen que es el ambiente es el que produce los cambios en el individuo que promueve la selección natural. Los individuos como tal no cambian sus características si cambian de ambiente. Por ejemplo, si los pinzones con el pico pequeño adaptado a semillas suaves se trasladan una región donde sólo hay palmas con dátiles, probablemente perecerán porque sus picos no pueden cambiar para romper las semillas más fuertes de los dátiles.

Referencias

Hendry, A.P. y col. (2009) Disruptive selection in a bimodal population of Darwin's finches. Proc.R.Soc.B. 276, 753-759.

Kalinowski, S.T, Leonard, M.J., Andrews T.M. (2010) Nothing in Evolution Makes Sense Except in the Light of DNA. CBE-Life Sciences Education. 9,87-97.

Vea también Evolución