U N I D A D I V : V A R I A B I L I D A D , H E R E N C I A Y E V O L U C I Ó N

BIOLOGIA MENCIÓNBM-37

EVOLUCIÓN BIOLÓGICA II

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MICROEVOLUCIÓN (CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES)

Se llama microevolución al proceso por el cual se forman nuevas especies a partir de cambiosen el pool génico de una población. Los agentes microevolutivos que pueden cambiar lasfrecuencias alélicas y genotípicas en una población son: la mutación, el flujo génico, la derivagenética aleatoria, el apareamiento no aleatorio y la selección natural (note que éstas son lasvariables que impiden a las poblaciones permanecer en equilibrio genético de Hardy- Weinberg).

a) Mutaciones: Son cambios bruscos y azarosos, no direccionales, en el material genético. Lastasas de mutaciones son muy bajas para la mayoría de los locus de los cromosomas que hansido estudiados. Ellas son la materia prima de los cambios evolutivos, introduciendo lasvariaciones sobre las que actúan otras fuerzas evolutivas, tales como el flujo génico pormigración y la selección natural.

b) Flujo génico: Ocurre cuando los individuos que migran se cruzan dentro de la nuevapoblación que los acoge. Estos individuos pueden agregar o quitar alelos al pool génico deuna población o, por otra parte, pueden cambiar las frecuencias de los alelos ya presentesen ella.

c) Deriva genética aleatoria: La producen acontecimientos azarosos que alteran lasfrecuencias alélicas de una población. No produce adaptación. Tiene su mayor impacto enpoblaciones pequeñas pues en ellas, por ejemplo, un alelo con baja frecuencia génica porsimple azar puede perderse, al pasar de una a otra generación.

d) Apareamiento no aleatorio: Es aquel que se produce en una población cuando no todossus integrantes se reproducen, alterando de este modo las frecuencias en que se encuentranlos distintos alelos que constituyen el pool génico de dicha población.

e) Selección natural: Consiste en la reproducción diferencial de los individuos que poseendistintos rasgos observables (y por lo tanto distintos genotipos). Esto significa que losindividuos mejor adaptados y que tienen ciertos alelos dejan más descendientes que otrosindividuos con alelos diferentes menos adaptativos.

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SELECCIÓN NATURAL

Según los rasgos fenotípicos favorecidos en una población, a lo largo del tiempo, se reconocentres formas básicas de selección:

A) Selección estabilizadora: Es aquella que favorece a los individuos que poseen un valor“promedio” en un cierto fenotipo. En la naturaleza la velocidad de la evolución suele ser muybaja, pues la selección natural normalmente es estabilizadora.

B) Selección direccional: Es aquella que favorece a los individuos que presentan un fenotipoextremo con respecto a la media de la población. Si esta selección opera en el curso demuchas generaciones dará como resultado una tendencia evolutiva dentro de la población.

C) Selección diversificadora: Es aquella que favorece en forma simultánea a individuossituados en ambos extremos fenotípicos de la población. Esto significa que dos o másfenotipos están mejor adaptados que el intermedio entre ellos. Este tipo de selección,aparentemente, es escasa en la naturaleza.

Figura 1. La selección natural opera sobre un rasgo variable. Las curvas grafican las distribuciones detamaño corporal en una población antes de la selección (arriba) y después de la selección (abajo).Laselección natural puede cambiar la forma y la posición de las curvas originales.

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ADAPTACIÓN EVOLUTIVA: RESULTADO DE LA SELECCIÓN NATURALEstructuras, funciones, procesos, o conductas que, según el nivel de organización, hacen posibleo permiten la sobrevida y reproducción de los organismos en las contingencias de lanaturaleza. Cualquier rasgo fenotípico heredable cuya frecuencia de expresión en una población esel resultado del incremento en el éxito reproductivo relativo a versiones alternativas de aquél rasgo.

Como la selección natural implica interacciones entre organismos individuales, su ambiente físico(abiótico) y su ambiente biológico, algunas adaptaciones pueden correlacionarse claramente concontingencias (presiones selectivas) dadas por factores ambientales o por las relaciones que seestablecen con otros organismos. Hay casos en que las adaptaciones son el resultado de diversascontingencias difíciles de identificar en una primera observación.

Una condición fundamental de las adaptaciones es su pre-existencia a la contingencia selectivaambiental (llamadas presiones selectivas). Es probable que muchas de las adaptaciones como lasconocemos hoy, surgieron a través de estados intermedios que ya no existen. Las bacteriasresistentes a antibióticos no aparecen sino en cuánto él o los mecanismos que les permiten evitar elefecto mortal del antibiótico están presentes. En ningún caso el mecanismo surgirá “para” inactivar oeliminar el antibiótico. La adaptación no es una respuesta a una necesidad. Algunas estructurasy mecanismos existentes en células de organismos multicelulares vertebrados son observables eninvertebrados y, más aún, en protistas. El transporte activo; las llamadas bombas generangradientes de iones como Na+, K+, H+ u otros, la motilidad; cilios y flagelos ampliamentedistribuidos en protistas, larvas de invertebrados y tejidos de vertebrados (p. ej. en gametos, víasrespiratorias y oviductos en mamíferos) y la fagocitosis; mecanismo de alimentación descubierto enporíferos (esponjas) y que se ha conservado como mecanismo inespecífico de defensa eninvertebrados y vertebrados.

Selección Sexual: otra forma de Selección Natural

Darwin reconoció que muchas características destacadas de los animales no tiene una relación directacon la supervivencia diaria sino que representan el resultado de la selección sexual,”la lucha entre losmiembros de un sexo, generalmente los machos, por la posición del otro sexo”

Se distinguen dos formas de selección sexual:

Selección intrasexual: es la competencia entre los miembros de un sexo para aparearse con elsexo opuesto, que corresponden a las clásicas luchas entre los machos unos defendiendo su harény otros tratando de apoderarse de él.

Selección intersexual: es la fuerte presión selectiva de los miembros de un sexo sobre lascaracterísticas del sexo opuesto, mediante la elección de sus parejas. Por lo general la hembraselecciona activamente a su pareja al favorecer a aquellos individuos que tiene característicasdestacadas. Darwin señaló que esta sería la explicación más probable de la evolución deornamentaciones en el macho. Clásico es el ejemplo de la cola del pavo real.

La Selección Sexual es la principal causa del dimorfismo sexual. Muchos atributos del machoresultan no adaptativos, al contrario aumenta su exposición a los depredadores.

Sin embargo, al definirse la aptitud estrictamente en términos de los números relativos de progeniesobreviviente, esta distinción resulta innecesaria; la Selección Sexual sería simplemente una forma deSelección Natural.

Las adaptaciones de los organismos en tiempo evolutivo serevisarán en la guía de ecología.

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Problemas y definiciones

1. Una población de mariposas posee un 16% de mariposas mariposas blancas recesivas (aa).Calcule:

a) La frecuencia de los alelos A y a.

b) La frecuencia en porcentaje de los genotipos AA, Aa y aa.

c) Si en diez generaciones se repite el estudio y la frecuencia de los alelos A y a nocambia ¿Qué significa?, Y sí cambia ¿Qué significa?

2. DEFINA:

a) Pool génico:

b) Variación biológica heredable:

c) Selección natural:

d) Asilamiento reproductivo:

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● ESPECIE Y ESPECIACIÓN

Se llama especiación a los mecanismos microevolutivos por los cuales surgen nuevas especiesde seres vivos, a partir de especies pre-existentes. La especiación ocurre si una población quedaen aislamiento reproductivo respecto de otros miembros de su especie. Con el tiempo los acervosgénicos de ambas poblaciones comienzan a divergir en su composición. Cuando una población eslo suficientemente diferente de su especie ancestral al grado de que no hay intercambio flujogenético entre ellas, se dice que ha ocurrido la especiación.

ESPECIACIÓN Y AISLAMIENTO REPRODUCTIVO

Las especies son grupos de poblaciones naturales que se entrecruzan o pueden entrecruzarse y seencuentran reproductivamente aislados de otros grupos similares. La clave de esta definiciónlo constituye el aislamiento reproductivo.

Las especies experimentan el aislamiento reproductivo de diversas formas, el caso es impedir elintercruzamiento entre especies distintas cuya distribución geográfica se superpone. Variosmecanismos de aislamiento reproductivo bloquean la posibilidad de que dos individuos de dosespecies diferentes se entrecruzan. Unos mecanismos actúan previos a la fecundaciónllamados precigóticos o de preapariamiento y poscigóticos o de postapareamiento. Sepasa a un breve análisis sobre ellas.

BARRERAS PRECIGÓTICAS

Aislamiento temporal: Especies similares se reproducen en distintos momentos, como es elcaso de ranas y sapos de una localidad.

Aislamiento químico: Las feromonas pueden servir como señales para atraer al macho como enel caso de la polilla Cecropia, o para desencadenar la liberación de gametos por la hembra que esel caso de la ostra. La hembra que es el caso de la ostra. La especificidad de las feromonas, paracada especie, actúa como mecanismos aislantes.

Aislamiento mecánico: Corresponde a las diferencias estructurales en los órganosreproductivos.

Aislamiento gamético: Ocurre en plantas y animales. En plantas hay algunas en que el estigmano permite germinar al grano de polen si no proviene de una planta de su especie. En el caso deanimales acuáticos los óvulos contienen proteínas específicas que se unen solo a moléculascomplementarias en la superficie de células espermáticas de la misma especie.

Aislamiento conductual: Es el clásico cortejo que se observa en aves y que se debe cumplir conun riguroso ritual por parte del macho para ser aceptado. Curiosamente también se da en el pezde agua dulce, el espino que posee una complicada conducta de apareamiento.

BARRERAS POSTCIGÓTICAS

INVIABILIDAD HÍBRIDA: que es la más común en que embriones producto de fecundacionesinterespecífica no son viables.

ESTERILIDAD HÍBRIDA: que nace el híbrido producto de la relación interespecífica pero este asu vez no puede procrear, es estéril. Un conocido ejemplo lo representa la mula, descendenciahíbrida de una yegua (2n = 64) y un burro (2n = 62). La esterilidad de la mula (2n = 63), se daporque en la meiosis los cromosomas no pueden aparearse.Después de analizar las diferentes formas como las especies mantienen y protegen su aislamientoreproductivo se hace un poco difícil observar al aislamiento reproductivo en el surgimiento de unanueva especie, pero es así.

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TIPOS DE ESPECIACIÓN

Especiación alopátrida (alos = diferente, patri = patria): Es aquella que se produce siuna población se separa geográficamente del resto de la especie y evoluciona hasta constituiruna nueva especie. Entre la población original y la nueva se levanta una barrera geográfica quesepara a ambas poblaciones (cumbres montañosas, un mar, lago, río, etc.), las que comoresultado de diferencias en las contingencias (presiones de selección), acumulan gran cantidadde pequeños cambios los que, eventualmente, se expresarán en el aislamiento reproductivonecesario en la constitución de una nueva especie.Un ejemplo de esta especiación fue propuesto por Darwin para explicar el caso de lospinzones de las islas Galápagos: Una especie ancestral del pinzón, proveniente delcontinente, habría colonizado las distintas islas lo que posteriormente habría generado lasdistintas especies de pinzones existentes en el archipiélago.

Especiación simpátrida (sym = juntos, patri = patria): La nueva especie se desarrolla en lamisma región de distribución geográfica de la especie progenitora. La alopoliploidía es unmecanismo de especiación común en las plantas y ocurre al restaurar la fertilidad de los híbridosinterespecies como resultado de la duplicación cromosómica. Esta condición poliploide permite acada cromosoma poseer su propio cromosoma homólogo necesario en el apareamiento en profaseI. Como resultado de ello, los gametos son viables y el individuo se vuelve fértil.

ESPECIE A ESPECIE B

ESPECIE C

2n = 6

n = 3

2n = 4

n = 2

Híbrido ABocurre una duplicacióncromosómica

Fracasa lameiosis

Individuoinfértil

Individuofértil

2n = 10

n = 5

Forma en que se produce una nueva especie de planta por alopoliploidía. Ocurre hibridación entre laespecie A y B. Si no ocurre duplicación de los cromosomas, el híbrido AB será estéril al ser incapaz deexperimentar meiosis (izquierda de la figura). Si el número cromosómico se duplica, el híbrido AB sípuede realizar la meiosis y es fértil (derecha de la figura).

Híbrido AB

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COMPARACIÓN DE LA ESPECIACIÓN ALOPÁTRIDA Y SIMPÁTRIDA

a) Especiación alopátrida b) Especiación simpátrida

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MACROEVOLUCIÓN

El estudio del cambio evolutivo a través del tiempo geológico, corresponde al campo de estudioespecífico de la macroevolución. La microevolución se preocupa de los cambios que ocurren enel interior de una población, en cambio la macroevolución estudia los procesos evolutivos queafectan a las especies y a los grupos taxonómicos de rango superior. Así, la especiaciónrepresenta la bisagra que articula la microevolución y macroevolución.

A continuación se presentan los principales patrones que se observan a nivelmacroevolutivo:

a) Evolución Convergente; características similares: Organismos que están sujetos apresiones selectivas similares, de manera independiente adquieren adaptaciones equivalentes.Un buen ejemplo lo constituye la semejanza observada en la anatomía externa de la ballena conlos tiburones y especies de peces óseos grandes. Pero la ballena es un mamífero y sus aletas, adiferencia de las de los peces, ocultan la estructura de una mano de tetrápodos (Figura 2). Enlas plantas suculentas, se observa otro ejemplo, varias familias conquistaron los desiertos endiferentes partes del mundo, tales como, cetáceas, euforbiáceas, asclepediáceas, asteráceas yvitáceas. Todas estas familias son muy similares, en sus tallos carnosos grandes capaces dealmacenar agua, y en las espinas que los cubren, pero sus flores son muy diferentes, las cualesdelatan que sus orígenes evolutivos son lejanos (Figura 3).

Figura 3. Evolución convergente en plantas suculentas, desérticas. A) Cereus iquiquensis (Cactáceas).B) Euphorbiafimbriata (Euforbiáceas).C) Heurnia verkeri Asclepediáceas).D) Kleinia stapelliformis (Asteráceas).E) Cissus actiformis(Vitáceas).

Salmón Ictiosaurio Ballena

Figura 2. Los peces (salmón) y los mamíferos (como la ballena) que nadan a gran velocidad tienen el mismoaspecto a pesar de pertenecer a linajes evolutivamente diferentes. Por distintas rutas evolutivas, hanadquirido adaptaciones similares por estar sometidos a presiones selectivas equivalentes. Sin embargo, lasaletas de los ictiosaurios, actualmente extinto, y la de las ballenas a diferencia de las de los peces, ocultanestructuras anatómicas remanentes de una mano de tetrápodo.

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b) Evolución Divergente, características disímiles: Ocurre si una población, separada de laespecie ancestral, y a causa de contingencias (presiones selectivas) impredecibles, lasadaptaciones que hacen posible la reproducción evolutivo distinto. Un ejemplo de ello es elcaso del oso polar actual (Ursus maritimus) que surge a partir de pequeñas poblaciones de osopardo (Ursus erecto), que habrían quedado aisladas durante una de las glaciaciones delpleistoceno.

c) Anagénesis, cambio gradual a nivel geológico: A nivel del tiempo geológico se observa uncambio gradual (cambio filético) en algunos linajes de organismo, en algunos casos es posibleobservar el pasaje de una especie a otra atravesando todos los estados intermedios (Figura 4).

Figura 4. Modelo de cambio evolutivo filético o anagénesis. Los cambios anatómicos y otrascaracterísticas del linaje se producen en forma gradual y continua, durante largos períodos.

d) Cladogénesis, formación de nuevas ramas: corresponde a la divergencia de linajes yformación de nuevas ramas. Las especies formadas por cladogénesis corresponden a losdescendientes que vemos hoy provenientes de un antecesor común que se diversificóoriginando distintas especies, como el caso de los pinzones de los galápagos (Figura 5).

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e) Radiación adaptativa: diversificación repentina. Corresponde a una diversificacióngenerada por el éxito de un grupo que posee una característica clave, que posibilita la invasiónde una nueva zona adaptativa, todo en tiempo geológico.Ejemplo: hace 300 millones de años, los reptiles se independizaron del agua por la aparicióndel huevo amniota, un huevo tiene su propia reserva de agua y puede, por ello, vivir en latierra. Rasgo clave en la rápida diversificación durante la colonización de los ambientesterrestres. Por otra parte, la diversificación de las aves y su conquista del aire, se debe alrasgo clave: el vuelo.

Otro ejemplo de radiación adaptativa, es el que representa la diversificación del grupo de mamíferosmarsupiales en Australia y mamíferos placentados en el resto del planeta (Figura 6). La radiaciónadaptativa se considera como una cladogénesis intensa sumada al cambio filético.

Figura 5. Los pinzones de las islas Galápagos. Las diversas especies de pinzones de estas islasvolcánicas presentan especializaciones, principalmente en la forma del pico, que se vinculan con diferenteshábitos de alimentación.

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Figura 6. Radiación adaptativa de Marsupiales de Australia (derecha) y Mamíferos placentarios de otroscontinentes (izquierda), cada par es similar en la forma y en los nichos ecológicos. Ambos grupos sedistinguen, en primer lugar, por el grado de desarrollo con que paren a sus crías. Aunque las radiacionesadaptativas que experimentaron los marsupiales en Australia y los placentarios en el resto de los continentesfueron acontecimientos independientes que partieron de diferentes especies ancestrales, en ambos grupos sepueden reconocer descendientes con sorprendente semejanza. Como se observa en los ejemplos ilustrados,hay adaptaciones similares en marsupiales y placentarios que viven en hábitat parecidos y comparten elmismo tipo de hábitos. Sin embargo, cuando se analizan las relaciones de parentesco considerando un buennúmero de características, todos los marsupiales están más próximos entre sí que cualquiera de ellos conrespecto a cualquier otro placentario, y viceversa.

f) Extinción, se termina el linaje. Las especies actuales representan el 0,1% de las especiesque han poblado la tierra. Las extinciones, independientemente de sus causas, provocaronefectos drásticos en la historia evolutiva de la tierra. La extensión de grupos de organismosabrió oportunidades para los grupos que sobrevivieron. Estos se diversificaron en el nuevoespacio disponible. En cada extinción masiva, algunas ramas del árbol evolutivo fueronarrancadas para siempre y otros experimentaron nuevas y vastas diversificaciones.

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DMON-BM36

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LA EVOLUCION DEL CABALLO: EL EJEMPLO MAS DOCUMENTADO EN MACROEVOLUCION

Uno de los ejemplos de Macroevolución mejor documentada entre los vertebrados,específicamente entre los mamíferos vivientes del Orden Perisodáctilos, es la del caballo. Laevolución del caballo durante los últimos 60 millones de años, ha incluido por lo menos unadecena de géneros desde el llamado Hyracotherium del Cenozoico, época Eoceno (hace unos55 a 60 millones de años), que señala la línea evolutiva de los caballos ramoneadores, hasta elgénero Equus, que representa a los caballos modernos pastadores y que es el únicosobreviviente. La evolución del caballo reafirma el modelo de las divergencias múltiples(evolución divergente), que conducen a la adaptación especial. Las diferencias entre el géneroancestral y los últimos Équidos, especialmente los pastadores, son muchas y considerables,pero todos estos caracteres evolucionaron a través de muchos estados intermedios.Los caballos evolucionaron desde los tipos primitivos ramoneadores con cuatro pezuñas en laspatas delanteras y tres en las patas traseras, hasta las formas de pastoreo modernas con sólouna pezuña, tanto en las patas delanteras, como en las traseras, con cascos adaptadas alarranque al correr. Las extremidades se hicieron más largas y delgadas haciendo posible lacarrera veloz. En armonía con estos cambios, la columna se hizo más derecha y rígida. Laevolución de Equus, según las últimas interpretaciones, sería consecuencia de un cambiofilético como de cladogénesis.

Olig

ocen

oM

ioce

noPl

ioce

noPl

eist

ocen

oR

ecie

nte

Hyracotherium

Miohippus

Pliohippus

Equus

60 mill. de años

40 mill. de años

25 mill. de años

7 mill. de años

3 mill. de años

Eoce

no

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Preguntas PSU-Oficiales

1. Dos especies distintas poseen estructuras que cumplen la misma función, pero aparecieron endiferentes momentos de la historia evolutiva. Entonces, es correcto inferir que estas especies

I) han convergido por compartir un ambiente similar.II) deben tener un ancestro común cercano.

III) presentan estructuras homólogas.

A) Solo I.B) Solo III.C) Solo I y II.D) Solo I y III.E) I, II y III.

1. REFERENCIA CURRICULAR

Módulo : MenciónEje temático : Variabilidad, herencia y evolución.Contenido : La biodiversidad como producto del proceso evolutivo.Curso : III medio.Clave : A.Habilidad cognitiva : Comprensión.Dificultad : Alta.PROCESO DE ADMISIÓN 2010 - PSU2009

Comentario:

Se ha observado que cuando especies distintas que han evolucionado de forma independiente,según se desprende del enunciado, se ven sometidas a condiciones ecológicas similares, éstaspresentan estructuras que convergen evolutivamente hacia las mismas funciones. Luego, laafirmación I) es correcta y debe ser incluida en la clave.

Por otro lado, dado que el enunciado sólo establece que las estructuras aparecieron en diferentesmomentos de la historia evolutiva, no es descartable que ambas especies compartan un ancestrocomún. Sin embargo, con la información propuesta no es posible afirmar que dicho ancestrocomún sea cercano, por lo que la afirmación II) es incorrecta y no debe ser incluida en la clave.

En especies distintas, muy relacionadas o no, diferentes estructuras pueden cumplir una mismafunción, pero diferir en su origen embriológico. Cuando estas estructuras comparten un mismoorigen embrionario, se dice que son estructuras homologas, de lo contrario, se habla deestructuras análogas. Como en el enunciado no se hace referencia alguna al origen embrionariode las estructuras planteadas, no es posible inferir si se trata de estructuras análogas uhomólogas, por lo que la afirmación III) es incorrecta y no debe ser incluida en la clave, por locual se deduce que la clave de la pregunta corresponde a la alternativa A) solo I.

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2. El papel o rol de las mutaciones en la evolución es

A) impedir la reproducción de individuos enfermos o débiles.B) proporcionar variación sobre la que actúa la selección.C) permitir la sobrevivencia de los más adaptados.D) ayudar a mantener el equilibrio génico.E) nulo, ya que se producen al azar.

2. REFERENCIA CURRICULAR

Módulo : MenciónEje temático : Variabilidad, herencia y evolución.Contenido : Variabilidad como materia prima de los cambios evolutivos y su

importancia en la sobrevivencia de la especie.Curso : III medio.Clave : B.Habilidad cognitiva : Comprensión.Dificultad : Alta.PROCESO DE ADMISIÓN 2010 - PSU2009

Comentario.:

Las mutaciones corresponden a cambios aleatorios en la estructura de un gen, los que puedenmanifestarse como una característica nueva que antes no existía en unan población. Estoscambios constituyen la única fuente de novedad genética, es decir, de aparición de genes nuevos.En este concepto, queda descartada la alternativa E) como clave.

Como los cambios en las secuencias génicas son al azar, las mutaciones pueden tener efectosnegativos, positivos o neutros en los individuos que la presentan. De hecho, la mayoría de lasmutaciones son neutras o perjudiciales para el organismo, pudiendo incluso ser letales, afectandola reproducción y la sobrevivencia de los organismos que la presentan. De esto sen desprende quela alternativa C) es incorrecta. Por otro lado, las mutaciones se fijan, es decir, se quedan en lapoblación, en general, son beneficiosas para el individuo portador y confieren alguna ventajaselectiva, aumentando de esta forma su frecuencia a través de las generaciones.

Las mutaciones no tienen objetivos, ya que ocurren al azar. En este contexto, el que unorganismo que presenta una mutación se reproduzca o no, sólo permitirá que la mutación se fije ono, independientemente de la condición del organismo. En base a este argumento, la alternativaA) se descarta como correcta.

La aparición de mutaciones y su fijación alteran los equilibrios génicos y no están relacionadas consu mantención. La mantención del equilibrio génico ocurre por otro tipo de elementos asociados alprincipio de Hardy-Weinberg, por lo que la alternativa D) es incorrecta.De acuerdo a lo anterior, y a lo argumentado en relación a la alternativa E), se desprende que laclave de la pregunta es la alternativa B).

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3. Desde el punto de vista evolutivo, la reproducción sexual ofrece mayores ventajas a lasespecies que la presentan. Esto se debe a que

A) favorece el cuidado de las crías por parte de los progenitores.B) favorece el equilibrio génico de la especie.C) aumenta el número de descendientes.D) incrementa la variabilidad poblacional.E) reduce la probabilidad de mutaciones.

3. REFERENCIA CURRICULAR

Módulo : MenciónEje temático : Biología humana y salud.Contenido : Variabilidad como materia prima de los cambios evolutivos y su

importancia en la sobrevivencia de la especie.Curso : III medio.Clave : D.Habilidad cognitiva : Compresión.Dificultad : Alta.PROCESO DE ADMISIÓN 2009 - PSU2008

Comentario:

Este ítem evalúa si el estudiante es capaz de identificar las diferencias básicas entre lareproducción sexual y la asexual. Se reconoce que los organismos con reproducción sexual tienencélulas especializadas para la reproducción (los gametos) aportadas por los progenitores. Una delas características fundamentales de este tipo de reproducción es la alta capacidad de generardiversidad en la descendencia. Como resultado de los procesos de entrecruzamiento y migraciónal azar asociados a los cromosomas durante la meiosis, los gametos de un mismo individuopresentan una alta variabilidad genética, lo que unido a la combinación de los genes parentalesgenerará que los individuos descendientes hereden distinta información genética, por lo que serándiferentes entre sí y diferentes de los progenitores. Esta alta capacidad de generar variabilidadintraespecífica, se asocia a una mayor capacidad de soportar cambios ambientales, ya que habráuna mayor probabilidad de que algunos individuos toleren mejor ese cambio y sobrevivan.

En este contexto, la opción D) es la clave, que fue elegida por el 32% del grupo de postulantesque abordó la pregunta, resultando, por lo tanto, de alta dificultad para los estudiantes.La opción A) es incorrecta, ya que el cuidado de las crías no está determinado o favorecido por eltipo de reproducción que la especie presente. Por otra parte, B) es también incorrecta, puesto queel equilibrio génico está asociado a la ley de Hardy y Weimberg que no tiene que ver con ventajasevolutivas. En general, las mayores tasas reproductivas se asocian con reproducción asexual porlo que C) no es correcta. Por un problema de probabilidades, en general, mientras más rápido sereproduce un organismo mayor es la probabilidad de que ocurran mutaciones (lo que es distinto aque se fijen), por lo que la alternativa E) no es correcta. Este ítem presentó una omisión del 30%,porcentaje importante de postulantes que no contestan.

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Preguntas de selección múltiple

1. Es más probable que una población pequeña y aislada experimente especiación que unagrande, debido a que la población pequeña:

A) contiene una mayor cantidad de diversidad génica.B) es más susceptible al flujo genético.C) se ve más afectada por la deriva génica.D) está más sujeta a errores durante la meiosis.E) tiene más probabilidades de sobrevivir en un entorno nuevo.

2. Los biólogos han encontrado más de 500 especies de moscas de la fruta en varias islas deHawái. En apariencia, todas descienden de una misma especie de origen. Este ejemploilustra:

A) poliploidía.B) Aislamiento temporal.C) Radiación adaptativa.D) Defecto por hibridación.E) Error meiótico.

3. El concepto biológico de especie NO es útil en organismos conocidos solo como fósiles porque

A) los fósiles raramente se conservan suficientemente bien como para distinguir las especiessobre la base de la morfología.

B) No es posible investigar el aislamiento reproductivo en las formas fósiles.C) No es posible deducir los tipos de hábitats ocupados por los fósiles antes de su extinción.D) Al examinar los organismos fósiles no es posible distinguir los machos de las hembras.E) El registro fósil puede utilizarse solo para estudiar la anagénesis, pero no la cladogénesis.

4. Las guías ornitológicas anteriormente clasificaban a (Dendroica auduboni) chipe coronado y alchipe de Audubon como especies distintas. Recientemente, estos pájaros se han clasificadocomo formas orientales y occidentales de una única especie. Dendroica coronata, el chiperabadilla-amarilla. ¿Cuál de las siguientes evidencias, si fuera verdad, sería la causa de estareclasificación?

A) Se observó que las dos formas se cruzan con éxito donde sus hábitats se superponen.B) Las dos formar viven en hábitats similares.C) Las dos formas tienen muchos genes en común.D) Las dos formas tienen requerimientos alimentarios similares.E) Las dos formas son muy similares en su color.

5. La domesticación de animales es un ejemplo de

A) convergencia.B) selección natural.C) adaptación.D) selección artificial.E) radiación adaptativa.

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6. Los higos, en su ambiente natural, para efectuar su polinización en su receptáculo floral,permiten la instalación de huevos de una avispa específica que los poliniza. Este fenómeno deinteracción planta-agente polinizador, es un ejemplo de

A) adaptación.B) coevolución.C) selección natural.D) radiación adaptativa.E) evolución divergente.

7. ¿Qué opción describe con más precisión el concepto de “selección natural” propuesto porDarwin?

A) La selección de los animales reproductores que se realiza en el manejo de ciertosanimales domésticos, que genera reproducción diferencial.

B) La fuerza directriz anti-azar del medio ambiente que produce una reproduccióndiferencial de los genes en una población.

C) Los mecanismos reproductivos diferenciales azarosos, que manifiestan algunosindividuos.

D) La capacidad biotecnológica desarrollada por el hombre para generar clones de ciertosanimales y plantas domésticos.

E) La resistencia a los antibióticos que desarrollan algunos individuos de las poblaciones debacterias patógenas.

8. El siguiente gráfico muestra la distribución de los pesos corporales y sus respectivosporcentajes de mortalidad para una población hipotética de neonatos humanos.

Al respecto es correcto afirmar que:

I) A mayor peso corporal mayor es elporcentaje de mortalidad.

II) El mayor porcentaje de lapoblación de neonatos tiene unpeso corporal superior a 5 kg.

III) Corresponde a un caso deselección natural estabilizadora.

A) Solo IB) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) I, II y III

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9. La especie vegetal A tiene un número diploide de 12. La especie vegetal B tiene un númerodiploide de 16. Una nueva especie C se origina como un alopoliploide a partir de A y B.¿Cuántos cromosomas homólogos tendrá la especie C?

A) 12.B) 14.C) 16.D) 28.E) 56.

10. El episodio de especiación descrito en la pregunta 5 es probablemente un caso de

A) Especiación alopátrida.B) Especiación simpátrica.C) Especiación basada en la selección sexual.D) Radiación adaptativa.E) Anagénesis.

11. Mimulus lewisii y M. cardinalis son plantas que no se hibridan en la naturaleza pero quepueden cruzarse fácilmente en el laboratorio para producir descendientes fértiles. ¿Cuál delas siguientes causas es la que tiene menos probabilidad de mantener las reservas génicas deestas dos plantas separadas en la naturaleza?

A) Incompatibilidad gamética.B) Diferente atractivo para los polinizadores.C) Diferentes nichos ecológicos.D) Diferentes rangos geográficos.E) Diferencias estacionales para florecer.

12. La unidad mayor dentro de la cual puede producirse con facilidad el flujo génico es

A) Una población.B) Una especie.C) Un género.D) Un híbrido.E) Un filo.

13. Los machos de diferentes especies de la mosca de la fruta Drosophila que viven en lasmismas regiones de las islas de Hawai tienen elaborados rituales de cortejo diferentes queimplican la lucha con otros machos y movimientos estilizados para atraer a las hembras.¿Qué tipo de aislamiento reproductivo representa esto?

A) Aislamiento de hábitat.B) Aislamiento temporal.C) Aislamiento conductual.D) Aislamiento gamético.E) Barreras postcigóticas.

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14. ¿Cuál de los siguientes factores NO contribuiría a la especiación alopátrica?

A) Una población queda geográficamente aislada de la población progenitora.B) La población separada es pequeña y se produce deriva génica.C) La población aislada está expuesta a presiones de selección diferentes de la población

ancestral.D) Diferentes mutaciones comienzan a distinguir las reservas génicas de las poblaciones

separadas.E) El flujo entre las dos poblaciones es extenso.

15. Es la materia prima de los cambios evolutivos, introduciendo las variaciones sobre las cualesactúan otras fuerzas evolutivas. Esta definición corresponde al agente microevolutivo.

A) Selección natural.B) Mutación.C) Deriva génica aleatoria.D) Flujo génico.E) Apareamiento no aleatorio.

RESPUESTAS

DMDO-BM37

Preguntas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Claves C C B A D B E C B A A B C E B