Población idealizada

En genética de poblaciones, una población idealizada es aquella que puede describirse utilizando una serie de supuestos simplificadores. Los modelos de poblaciones idealizadas se utilizan para establecer un punto general o se ajustan a datos sobre poblaciones reales para las que las suposiciones pueden no ser ciertas. Por ejemplo, la teoría coalescente se utiliza para ajustar datos a modelos de poblaciones idealizadas. ^[1] La población idealizada más común en genética de poblaciones se describe en el modelo de Wright-Fisher después de Sewall Wright y Ronald Fisher (1922, 1930) y (1931). Las poblaciones de Wright-Fisher tienen un tamaño constante y sus miembros pueden aparearse yreproducir con cualquier otro miembro. Otro ejemplo es un modelo de Moran , que tiene generaciones superpuestas , en lugar de las generaciones no superpuestas del modelo de Fisher-Wright. Las complejidades de las poblaciones reales pueden hacer que su comportamiento coincida con una población idealizada con un tamaño de población efectivo que es muy diferente del tamaño de población del censo de la población real. Para los diploides sexuales , las poblaciones idealizadas tendrán frecuencias genotípicas relacionadas con las frecuencias alélicas de acuerdo con el equilibrio de Hardy-Weinberg.

Hardy-Weinberg

En 1908, GH Hardy y Wilhelm Weinberg modelaron una población idealizada para demostrar que en ausencia de selección, migración, deriva genética aleatoria, las frecuencias alélicas permanecen constantes a lo largo del tiempo, y que en presencia de apareamiento aleatorio, las frecuencias genotípicas están relacionadas con frecuencias alélicas. según un principio binomial del cuadrado llamado ley de Hardy-Weinberg. ^[2]

Uso en dinámica poblacional

Un buen ejemplo de uso del modelo de población idealizado, en el seguimiento de las condiciones naturales de la población, se puede encontrar en una investigación de Joe Roman y Stephen R. Palumbi (2003). Usando datos de diversidad genética , cuestionaron: ¿se han recuperado las poblaciones de grandes ballenas del Atlántico norte lo suficiente para la caza comercial de ballenas? Para calcular la diversidad genética, los autores multiplican el tamaño de la población efectiva a largo plazo de las hembras por dos, asumiendo la proporción de sexos1: 1, y luego multiplicar por la tasa de sustitución de genes mitocondriales, por generación. Haciendo varias suposiciones de acuerdo con la proporción de sexos y el número de juveniles, pudieron calcular que, en contraste con los registros históricos, las poblaciones modernas de ballenas están lejos del rango de captura. ^[3]

Aplicación a la historia de la población

Los modelos de población idealizados no solo podrían proporcionarnos información sobre las condiciones actuales de las poblaciones, sino que también son útiles para revelar la historia natural y la dinámica de la población en el pasado. Usando un modelo de población idealizado, Anders Eriksson y Andrea Manica (2012) probaron la hipótesis de la mezcla humana arcaica con humanos modernos . Los autores comparan las secuencias del genoma de dos poblaciones humanas, neandertales y chimpancés. Eriksson y Manica crearon un modelo de trampolín bajo el cual África y Eurasia están representadas como una cadena de poblaciones de igual tamaño. Concluyeron que bajo el modelo de trampolín, en el que los europeos pueden intercambiar información genética con asiáticos y no con africanos, las similitudes entre el genoma neandertal y el euroasiático podrían explicarse por la estructura de poblaciones antiguas. ^[4]

Simulaciones por computadora

El uso de modelos también permite realizar simulaciones , incluidas las de sílice, para formular hipótesis sobre resultados evolutivos. Como ejemplo, PopG es un programa informático gratuito que es capaz de simular la evolución simultánea de poblaciones basándose en el modelo de Fisher-Wright. El modelo de población idealizado también podría usarse en varias simulaciones simples diseñadas para la educación. Entonces, Charles Darwin: ¿Puedes sobrevivir? La simulación está diseñada para presentar al público en general el concepto de selección natural. Otro ejemplo es el simulador de deriva genética (requiere una versión actualizada de Java), que está diseñado para visualizar la influencia de la deriva genética en las poblaciones naturales.

Referencias

1. . Nielsen, Rasmus y Montgomery Slatkin. Introducción a la genética de poblaciones: teoría y aplicaciones. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2013. Imprimir.
2. .Crow, James F. "Historia de la genética de poblaciones: una visión personal". Revisión anual de genética 21, no. 1 (1987): 1-22.
3. Roman, Joe ; Palumbi, Stephen R. (2003). "Ballenas antes de la caza de ballenas en el Atlántico Norte" (PDF) . Ciencia . 301 (5632): 508–510. CiteSeerX  10.1.1.1025.5800 . doi : 10.1126 / science.1084524 . PMID  12881568 .
4. Eriksson, Anders y Andrea Manica. "Efecto de la estructura de la población antigua sobre el grado de polimorfismo compartido entre las poblaciones humanas modernas y los homínidos antiguos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 109, no. 35 (2012): 13956-13960.

• Hanage, WP; Spratt, BG; Turner, KME; Fraser, C. (2006). "Modelado de la especiación bacteriana" . Transacciones filosóficas de la Royal Society B: Ciencias biológicas . 361 (1475): 2039–2044. doi : 10.1098 / rstb.2006.1926 . PMC  1764933 . PMID  17062418 .