SELECCIÓN NATURAL

Objetivos

Observar en un periodo corto de tiempo el proceso de evolución mediante selección natural
Conocer la importancia de la selección natural como un principio de la Evolución


Introducción

Se sabe por el registro fósil que las especies cambian (evolucionan) a través del tiempo. Darwin argumentó y ha sido subsecuentemente confirmado, que el principal mecanismo para el cambio evolutivo es el proceso de la selección natural. Dado que la teoría de evolución es el principio unificante más importante en biología, la importancia de entender la selección natural es obvia. El problema es que bajo la mayoría de condiciones los procesos son relativamente lentos, y ocurren después de varias generaciones. A excepción de organismos como las bacterias, las cuales bajo presión de selección (antibióticos), pasan por procesos de adaptación en poco tiempo gracias a tiempos cortos de generación. Así, en estos organismos se puede observar selección únicamente de aquellos que puedan tolerar los antibióticos

Afortunadamente, con modelos de simulación se puede estudiar la selección natural de manera fácil y rápida. Por muchos años los biólogos han usado simulaciones como una herramienta para el entendimiento de los procesos ecológicos y evolutivos. Estas simulacionespueden ser extremadamente complejas y requieren el uso de una computadora, o pueden tomar la forma de “juegos” relativamente simples. En este laboratorio se propondrá un juego que simula la interacción entre predadores y presas en varias generaciones. Al final de este ejercicio se deberá entender de mejor manera cómo la selección natural cambia el componente genético en una población.

Factores importantes para que la selección natural ocurra

Variabilidad: Los individuos dentro de una misma población deben ser diferentes unos de otros. Estas diferencias pueden involucrar características como la resistencia al frío, la susceptibilidad a enfermedades, la eficiencia de fotosíntesis, la habilidad de atraer parejas, para nombrar algunas.

Heredabilidad: parte de la variabilidad entre individuos debe tener una base genética. Así, la descendencia se asemejará a los padres y tendrá los mismos atributos.

Reproducción diferencial: Los individuos con ciertas características dejarán más descendencia que otros. Puede ser porque sobreviven más (animales más rápidos son mejores escapando de predadores) o porque tienen un tasa de reproducción más alta (aves con plumajes más coloridos podrían atraer más al sexo opuesto).

Bajo estas condiciones las características de los individuos más exitosos se volverán más comunes en la población. De hecho, el ambiente seleccionará a estas características sobre las demás. Este proceso de reproducción diferencial de los individuos más aptos en una población es la selección natural.

En esta simulación se observarála evolución por selección natural de dos características, camuflaje en una población de presas y la agudeza visual en predadores. Cada individuo en la población tiene un número que indica la efectividad de su camuflaje (en el caso de presas) o visión (en el caso de predadores). Durante la simulación, los individuos que sobrevivan se reproducirán periódicamente. Como en la naturaleza, la descendencia es similar, pero no idéntica, a sus padres. En esta simulación, la selección resulta de la mortalidad diferencial; las presas con un camuflaje pobre son más propensas a morir a manos de predadores y los predadores con poca agudeza visual son más propensos a morir de hambre.

Materiales

Tablero del juego
Fichas diferenciadas para predadores y presas
Calculadora

Métodos

Inicialmente asegurarse de tener 16 fichas de predadores y 16 fichas de presas (cada ficha estará marcadas, según la Tabla 1, con números del 2 al 8 según la agudeza visual de cada depredador o la capacidad de camuflaje de cada presa. Las piezas de los predadores tendrán también un número que indica la generación a la que pertenecen) (Figura 1

Figura 1. Esquema de cómo debe ser una ficha de predador y de presa.






Predador Presa

Preguntas
sCuál es el promedio de valores iniciales de camuflaje en la población de presas?
sCuál es el promedio de valores iniciales de agudeza visual en la población de predadores?
Una persona en cada grupo estará encargada de tomar los datos, otra personase encargará de dictar la distribución aleatoria de los mismos según la tabla que se les entregará en clase.
En la primera ronda se colocarán las fichas en el tablero según la distribución dictada por la persona encargada.
Después de que las fichas que representan a ambas poblaciones han sido situadas en el tablero, los predadores tendrán la oportunidad de comer y de reproducirse únicamente si existen presas en el mismo espacio (cuadro) con menor valor de camuflaje que la agudeza visual del predador. Después de comer el predador se reproduce y la presa es eliminada del tablero.
Si existen dos predadores en el mismo espacio, el que tenga mayor agudeza visual comerá.
Si hay dos presas, la que tenga peor camuflaje será comida.
Un predador solo puede alimentarse de una presa, se alimenta y se reproduce.
Al alimentarse el predador se reproducirá dando lugar a 2 descendientes, uno con un número mayor al del padre y el otro con un número menor.
Si existen presas aún en el cuadro, la descendencia podrá alimentarse y reproducirse en el mismo turno si su agudeza visual se lo permite.
Se debe marcar a cada descendiente con la ronda a la que pertenece.
En la primera ronda los predadores que no han comido no morirán de hambre.
Todas las presas que se encuentren vivas y que se encuentre solas en su sitio se reproducirán de igual manera dando lugar a un individuo con un puntaje mayor y a otro con un puntaje menor.




Segunda Ronda
Quitar todas las fichas del tablero y posicionarlas nuevamente al azar, los predadores comen y se reproducen aligual que en la primera ronda pero los que nazcan llevarán el número 2 indicando que nacieron en la segunda ronda.
Si al finalizar esto quedan predadores que no han comido, éstos mueren y son retirados del tablero; así todos los predadores que queden en el tablero que tengan el número 0 (que indica que estuvieron desde el inicio) serán eliminados.
Las presas se reproducen al igual que en la ronda anterior.
Se toman los datos.
Seguir con una tercera, cuarta y quinta ronda.
Al final de cada ronda se deben calcular los promedios de agudeza visual para los predadores y de camuflaje para las presas y registrarlos en la Tabla 2.
En la última ronda (quinta ronda) llenar la Tabla 3.
Finalmente, graficar en las Figuras 3los datos obtenidos con el fin de comparar visualmente las poblaciones en las diferentes generaciones (rondas).



Preguntas

1. sExistió un aumento o una disminución en la capacidad de camuflaje en las presas desde la generación (ronda) 0 hasta la quinta generación? sA qué atribuye el cambio registrado?
2. sExistió un aumento o una disminución en la agudeza visual en los predadores desde la generación (ronda) 0 hasta la quinta generación? sA qué atribuye el cambio registrado?
3. sCuáles son los factores de selección que actuaron en la evolución de las poblaciones estudiadas?






Anexo No. 1: Modelo del Informe de Laboratorio

El informe debe constar de un máximo de 4 páginas y debe incluir:

INTRODUCCIÓN
Basado en información bibliográfica especializada, indique el o los principios científicos en que se fundamenta el tema de la práctica. Haga una reflexión sobre la importancia que tendría la práctica en términos de aprendizaje, y aplicación futura en la producción o para estudiar y entender los fenómenos biológicos de lasplantas. Redactar en tiempo presente e impersonal y citar a los autores de la bibliografía consultada.

METODOS
Describir los procedimientos (a manera de párrafo) usados en la práctica. La descripción del procedimiento se debe hacer en tiempo pasado e impersonal (ej. Se preparó).

RESULTADOS
Presentar los datos obtenidos en la práctica usando cuadros, tablas, figuras o fotos. Cada uno de éstos debe estar identificado con un número en forma secuencial creciente, y un título, por ejm: Cuadro No. 1 Número de explantes brotados; Cuadro No. 2; .. etc. Figura No. 1; Foto No. 1, etc. La información contenida en los cuadros, tablas, figuras o fotos debe ser descrita en forma concisa y usando el tiempo pasado, haciendo referencia al número del cuadro, figura, tabla o foto del (la) cual se está hablando.

DISCUSIÓN
Es la interpretación de los resultados a la luz de los conocimientos científicos vigentes. Se debe hacer uso extensivo de bibliografía especializada a la cual se debe también identificar por medio de una cita entre paréntesis (Ejm. Arias, 1990). Escribir en tiempo presente e impersonal.

CONCLUSIONES
Citar los aspectos más relevantes encontrados con la realización de la práctica y que merecieron especial atención durante la discusión. Son sentencias cortas en tiempo presente.