Ejercicio resuelto de Mutaciones · Biología · Extremadura · 2024

En la isla de Santa Elena, donde los vientos suelen ser huracanados, es frecuente que las poblaciones de moscas presenten las alas tan pequeñas (vestigiales) que no les permiten volar:

A. Desde el punto del neodarwinismo, ¿cuál es la explicación más probable para la aparición de moscas con alas vestigiales? [0,25 puntos]

B. ¿Cuál es el agente de selección natural y cómo actúa? [0,25 puntos]

C. ¿Cómo podríamos inducir la aparición de moscas con alas vestigiales en el laboratorio? Indique dos posibles métodos. [0,5 puntos]

D. Explique la importancia de la meiosis para la evolución desde la perspectiva neodarwinista. [1 punto]

$\textbf{A. Desde el punto del neodarwinismo, ¿cuál es la explicación más probable para la aparición de moscas con alas vestigiales? [0,25 puntos]}$

La explicación es que en la población apareció, por azar y con independencia del ambiente, una mutación génica que reducía el desarrollo de las alas. El neodarwinismo sostiene que las mutaciones y la recombinación génica son la fuente de variabilidad y que se producen al azar: el viento no provoca la aparición del carácter, solo determina qué variantes preexistentes sobreviven.

$\textbf{B. ¿Cuál es el agente de selección natural y cómo actúa? [0,25 puntos]}$

El agente de selección natural es el viento huracanado propio de la isla.

Actúa eliminando de forma diferencial a los individuos alados: las moscas capaces de volar son arrastradas mar adentro y no dejan descendencia, mientras que las de alas vestigiales permanecen en el suelo, sobreviven y se reproducen. Como el carácter es hereditario, la frecuencia del alelo responsable de las alas vestigiales aumenta generación tras generación hasta hacerse mayoritario en la población.

$\textbf{C. ¿Cómo podríamos inducir la aparición de moscas con alas vestigiales en el laboratorio? Indique dos posibles métodos. [0,5 puntos]}$

El primer método consiste en tratar a las moscas con agentes mutagénicos físicos, como las radiaciones ionizantes —rayos X o rayos gamma— o la radiación ultravioleta, que provocan roturas y errores en el ADN y aumentan enormemente la tasa de mutación; después habría que seleccionar entre la descendencia los individuos con alas reducidas.

El segundo método consiste en emplear agentes mutagénicos químicos, como el ácido nitroso, los agentes alquilantes o el 5-bromouracilo, que modifican químicamente las bases nitrogenadas y provocan sustituciones al replicarse el ADN.

En ambos casos las mutaciones siguen produciéndose al azar: lo que hacemos es aumentar su frecuencia, no dirigirlas. Solo la edición genética dirigida, con una herramienta como CRISPR-Cas9 sobre el gen concreto, permitiría obtener el fenotipo buscado sin depender del azar.

$\textbf{D. Explique la importancia de la meiosis para la evolución desde la perspectiva neodarwinista. [1 punto]}$

La meiosis es una de las principales fuentes de variabilidad genética, y sin variabilidad la selección natural no tiene sobre qué actuar.

Genera esa variabilidad por dos vías. La primera es el sobrecruzamiento o recombinación génica, que ocurre en el paquiteno de la profase I: los cromosomas homólogos intercambian fragmentos, de modo que cada cromátida resultante lleva una combinación de alelos que no existía en ninguno de los progenitores. La segunda es la segregación al azar de los cromosomas homólogos en la anafase I, que reparte de manera independiente los cromosomas de origen paterno y materno y da lugar a $2^{n}$ combinaciones distintas de gametos.

A ello se añade el azar de la fecundación, que reúne dos gametos cualesquiera de entre todos los posibles. El resultado es que cada descendiente es genéticamente único, y sobre ese abanico de variantes la selección natural conserva las más adaptadas al ambiente, que es el mecanismo del cambio evolutivo según el neodarwinismo.