Genética Poblacional — Guía

Hardy-Weinberg y deriva genética
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¿Qué es Hardy-Weinberg?

El principio de Hardy-Weinberg establece que las frecuencias alélicas se mantienen constantes en una población ideal. Cualquier desviación de este equilibrio indica que la evolución está ocurriendo.

Frecuencia alélica Genotipo Equilibrio Deriva genética Selección

Condiciones ideales (1908): Población infinita, apareamiento aleatorio, sin selección, sin mutación, sin migración. Si alguna se viola, hay evolución.

Equilibrio Hardy-Weinberg

Estado teórico donde las frecuencias no cambian entre generaciones.

  • Población infinita: Sin efectos de azar
  • Apareamiento aleatorio: Sin preferencias
  • Sin selección: Todos igual fitness
  • Sin mutación: Alelos estables
  • Sin migración: Población cerrada

Deriva Genética

Cambios aleatorios en frecuencias debido al tamaño finito de la población.

  • Efecto fundador: Pocos colonizadores
  • Cuello de botella: Reducción drástica
  • Fijación: Alelo llega a 100%
  • Pérdida: Alelo llega a 0%

Fuerzas Evolutivas

  • Selección natural: Alelos con mayor fitness aumentan
  • Mutación: Fuente de variación genética nueva
  • Migración: Flujo génico entre poblaciones
  • Deriva: Azar en poblaciones pequeñas
Clave: La selección es direccional (favorece ciertos alelos), mientras que la deriva es aleatoria (puede favorecer cualquier alelo por azar).

Experimentos guiados

Experimento 1

Verificar el equilibrio Hardy-Weinberg

Hipótesis

En una población grande sin selección, las frecuencias alélicas permanecerán constantes generación tras generación.

  1. Configura N = 10,000 (población grande)
  2. Establece p = 0.3 (frecuencia inicial del alelo A)
  3. Desactiva selección (fitness igual para todos)
  4. Corre 100 generaciones y observa que p permanece ~0.3
¿Por qué importa? Hardy-Weinberg es el "modelo nulo" de la genética poblacional — las desviaciones nos dicen que algo interesante está ocurriendo.
Experimento 2

Observar la deriva genética

Hipótesis

En poblaciones pequeñas, las frecuencias alélicas fluctuarán aleatoriamente y eventualmente un alelo se fijará (100%) o se perderá (0%).

  1. Configura N = 20 (población pequeña)
  2. Establece p = 0.5 (50% cada alelo)
  3. Corre múltiples réplicas del experimento
  4. Observa que algunas réplicas fijan A, otras fijan a — es aleatorio
¿Por qué importa? La deriva explica por qué poblaciones aisladas pequeñas (islas, fundadores) pueden tener frecuencias génicas muy diferentes.
Experimento 3

Competencia: selección vs deriva

Hipótesis

En poblaciones grandes, la selección domina; en pequeñas, la deriva puede "vencer" a la selección.

  1. Activa selección moderada contra el alelo a (fitness 0.9)
  2. Con N = 10,000: el alelo a siempre disminuye (selección gana)
  3. Con N = 20: a veces el alelo a se fija a pesar de ser desventajoso
  4. Calcula N × s (tamaño × coeficiente selección) — si << 1, deriva domina
¿Por qué importa? Esto explica por qué mutaciones ligeramente dañinas pueden acumularse en poblaciones pequeñas (carga genética).

Conexiones interdisciplinarias

📐
Probabilidad
La deriva genética es un proceso estocástico: muestreo aleatorio de gametos.
🧬
Evolución
La genética poblacional es la base matemática de la teoría evolutiva moderna.
🔬
Meiosis
La segregación meiótica de alelos es lo que permite predecir proporciones genotípicas.
💻
Algoritmos Genéticos
La computación evolutiva usa selección y mutación para optimizar soluciones.

⚠️ Limitaciones de la simulación

  • Un solo locus: La realidad tiene miles de genes interactuando
  • Dos alelos: Muchos genes tienen múltiples alelos
  • Generaciones discretas: Poblaciones reales tienen solapamiento generacional
  • Sin estructura espacial: No modela subpoblaciones ni aislamiento geográfico

🔬 Preguntas de reflexión

  1. Si observas que las frecuencias alélicas cambian en una población natural, ¿cómo distinguirías si es por selección o por deriva?
  2. ¿Por qué las poblaciones fundadoras (ej. colonizadores de una isla) suelen tener menos diversidad genética?
  3. Un alelo recesivo letal (aa = muerte) nunca desaparece completamente. ¿Por qué?
  4. ¿Cuál es la probabilidad de fijación de un alelo neutro nuevo en una población de tamaño N?