Aptitud biológica (fitness): definición y papel en la selección natural
Aptitud biológica (fitness): definición y papel en la selección natural — descubre cómo la capacidad de supervivencia y reproducción de organismos guía la evolución.
En biología, la aptitud es la capacidad relativa de un organismo para sobrevivir y transmitir sus genes a la siguiente generación. p160Es una idea central en la teoría evolutiva. La aptitud suele ser igual a la proporción de los genes del individuo en todos los genes de la siguiente generación.
Como todos los términos de la biología evolutiva, la aptitud se define en términos de una población que se cruza, que puede ser o no una especie completa. Si las diferencias en los genotipos individuales afectan a la aptitud, las frecuencias de los genotipos cambiarán a lo largo de las generaciones; los genotipos con mayor aptitud se vuelven más comunes. Este es el proceso llamado selección natural.
La aptitud de un individuo es causada por su fenotipo y transmitida por su genotipo. La aptitud de diferentes individuos con el mismo genotipo no es necesariamente igual. Depende del entorno en el que viven los individuos y de los acontecimientos accidentales. Sin embargo, como la aptitud del genotipo es una cantidad promediada, refleja los resultados reproductivos de todos los individuos con ese genotipo.
Medidas y componentes de la aptitud
La aptitud se puede medir de formas distintas, según lo que se quiera cuantificar:
- Aptitud absoluta: número medio de descendientes producidos por un individuo durante su vida (o por unidad de tiempo).
- Aptitud relativa: la aptitud absoluta de un individuo dividida por la aptitud media de la población. Es la forma más usada en modelos teóricos porque determina cambios en frecuencias génicas.
- Componentes de la aptitud: incluye supervivencia (viabilidad), éxito en el apareamiento, fecundidad (número de gametos u óvulos fertilizados) y éxito parental (supervivencia de la progenie hasta la reproducción).
Tipos y conceptos relacionados
- Aptitud fenotípica: vinculada directamente al fenotipo observable y cómo éste afecta la supervivencia y reproducción en un entorno dado.
- Aptitud génica o del alelo: media de la aptitud de los individuos que llevan un determinado alelo.
- Aptitud inclusiva: concepto que amplía la aptitud individual al incluir los efectos de las acciones de un individuo sobre la reproducción de parentes cercanos (ayuda al parentesco).
- Coeficiente de selección (s): medida de la ventaja (o desventaja) selectiva de un genotipo respecto a otro; está relacionada con la diferencia de aptitudes relativas.
Dependencia del entorno y azar
La aptitud es fuertemente dependiente del entorno. Un genotipo que confiere alta aptitud en un ambiente puede ser neutro o perjudicial en otro. Además, la aptitud observada incluye efectos estocásticos: variaciones debidas al azar (deriva genética, eventos catastróficos) que pueden modificar el destino de alelos incluso cuando existen diferencias de aptitud.
Papel en la selección natural y evolución
La selección natural actúa porque algunas variantes genéticas producen mayores tasas de supervivencia o reproducción. Con el tiempo, esto cambia las frecuencias génicas en la población y puede conducir a adaptación. En términos simples:
- Si un genotipo tiene mayor aptitud relativa, aumentará su representación en generaciones futuras.
- Si las condiciones cambian, la aptitud relativa también puede cambiar, haciendo que la dirección de la evolución sea dinámica.
Notas prácticas y ejemplos
- En estudios empíricos, la aptitud suele estimarse midiendo rasgos como número de crías viables, tasa de supervivencia hasta la madurez o éxito en la cópula.
- Ejemplo: un insecto con un color que mejora el camuflaje tendrá mayor supervivencia frente a depredadores; si esa ventaja se traduce en más descendientes viables, su aptitud relativa aumentará y el alelo responsable tenderá a propagarse.
Resumen
La aptitud biológica es una medida central en la teoría evolutiva que conecta genotipo, fenotipo, entorno y reproducción. Es una propiedad promedio de los portadores de un genotipo y determina, junto con el azar y la estructura poblacional, cómo actúa la selección natural para cambiar la composición genética de las poblaciones a lo largo del tiempo.
Parentesco
La aptitud mide el número de copias de los genes de un individuo en la siguiente generación. No importa realmente cómo lleguen los genes a la siguiente generación. Para un individuo, es igualmente "beneficioso" reproducirse o ayudar a sus parientes con genes similares a reproducirse, siempre que un número similar de copias de los genes del individuo se transmita a la siguiente generación. La selección que promueve este tipo de comportamiento de ayuda se denomina selección de parentesco.
Nuestros parientes más cercanos (padres, hermanos y nuestros propios hijos) comparten una media del 50% (la mitad) de nuestros genes. Un paso más allá están los abuelos. Con cada uno de ellos compartimos una media del 25% (un cuarto) de nuestros genes. Esta es una medida de nuestro parentesco con ellos. A continuación vienen los primos hermanos (hijos de los hermanos de nuestros padres). Compartimos el 12,5% (1/8) de sus genes. p100
La regla de Hamilton
William Hamilton añadió varias ideas a la noción de idoneidad. Su regla sugiere que una acción costosa debe realizarse si:
C < R × B {\displaystyle C<R\times B}
donde:
- c {\displaystyle c\ }
es el coste reproductivo para el altruista, - b {\displaystyle b\ }
es el beneficio reproductivo para el receptor del comportamiento altruista, y - r
es la probabilidad, por encima de la media de la población, de que los individuos compartan un gen altruista: el "grado de parentesco".
Los costes y beneficios de la aptitud se miden en la fecundidad.
Fitness inclusivo
La aptitud inclusiva es un término que es esencialmente el mismo que la aptitud, pero hace hincapié en el grupo de genes en lugar de los individuos.
La aptitud biológica indica la capacidad de un organismo para reproducirse y transmitir sus genes a su descendencia. La teoría de la aptitud inclusiva dice que la aptitud de un organismo también aumenta en la medida en que sus parientes cercanos también se reproducen. Esto se debe a que los parientes comparten genes en proporción a su relación.
Otra forma de decirlo: la aptitud inclusiva de un organismo no es una propiedad de sí mismo, sino una propiedad de su conjunto de genes. Se calcula a partir del éxito reproductivo del individuo, más el éxito reproductivo de sus parientes, cada uno ponderado por un coeficiente de parentesco adecuado.
Historia
El filósofo social británico Herbert Spencer acuñó la expresión "supervivencia del más apto" en su obra Principios de biología, de 1864, para referirse a lo que Charles Darwin llamó selección natural. La frase original era "la supervivencia del más apto".
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la aptitud en biología?
R: La aptitud en biología es la capacidad relativa de un organismo para sobrevivir y transmitir sus genes a la siguiente generación.
P: ¿Es la aptitud una idea importante en la teoría evolutiva?
R: Sí, la aptitud es una idea central en la teoría evolutiva.
P: ¿Cómo se suele medir la aptitud?
R: La aptitud suele ser igual a la proporción de los genes del individuo en todos los genes de la siguiente generación.
P: ¿Cómo se produce la selección natural?
R: Si las diferencias en los genotipos individuales afectan a la aptitud, entonces las frecuencias de los genotipos cambiarán a lo largo de las generaciones; los genotipos con mayor aptitud se harán más comunes. Este es el proceso denominado selección natural.
P: ¿Qué determina la aptitud de un individuo?
R: La aptitud de un individuo es causada por su fenotipo y transmitida por su genotipo.
P: ¿La aptitud de diferentes individuos con el mismo genotipo es necesariamente igual?
R: No, la aptitud de diferentes individuos con el mismo genotipo no es necesariamente igual. Depende del entorno en el que viven los individuos y de acontecimientos accidentales.
P: ¿Qué refleja la aptitud del genotipo?
R: Dado que la aptitud del genotipo es una cantidad promediada, refleja los resultados reproductivos de todos los individuos con ese genotipo.
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