Población idealizada

En genética de poblaciones, una población idealizada es aquella que se puede describir utilizando una serie de suposiciones simplificadoras. Los modelos de poblaciones idealizadas se utilizan para hacer una afirmación general o se ajustan a datos de poblaciones reales para las que las suposiciones pueden no ser ciertas. Por ejemplo, la teoría coalescente se utiliza para ajustar los datos a los modelos de poblaciones idealizadas. ^[1] La población idealizada más común en genética de poblaciones se describe en el modelo de Wright-Fisher según Sewall Wright y Ronald Fisher (1922, 1930) y (1931). Las poblaciones de Wright-Fisher tienen un tamaño constante y sus miembros pueden aparearse y reproducirse con cualquier otro miembro. Otro ejemplo es el 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 censal de la población real. Para los diploides sexuales , las poblaciones idealizadas tendrán frecuencias genotípicas relacionadas con las frecuencias alélicas según el equilibrio de Hardy-Weinberg.

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

Un buen ejemplo de uso de un modelo de población idealizado para el seguimiento de las condiciones naturales de la población se puede encontrar en una investigación de Joe Roman y Stephen R. Palumbi (2003). Utilizando datos de diversidad genética , se preguntaron: ¿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 multiplicaron el tamaño efectivo de la población de hembras a largo plazo por dos, suponiendo una proporción sexual de 1:1, y luego multiplicaron por la tasa de sustitución de genes mitocondriales por generación. Haciendo varias suposiciones según la proporción sexual y el número de juveniles, pudieron calcular que, en contraste con los registros históricos, las poblaciones de ballenas modernas están lejos de su área de distribución explotable. ^[3]

Los modelos de población idealizados no sólo podrían proporcionarnos información sobre las condiciones actuales de las poblaciones, sino que también son útiles para revelar la historia natural y la dinámica de las poblaciones en el pasado. Utilizando un modelo de población idealizado, Anders Eriksson y Andrea Manica (2012) probaron la hipótesis de la mezcla de humanos arcaicos con humanos modernos . Los autores comparan secuencias genómicas de dos poblaciones humanas, neandertales y chimpancés. Eriksson y Manica crearon un modelo de piedra angular bajo el cual África y Eurasia se representan como una cadena de poblaciones de igual tamaño. Concluyeron que bajo el modelo de piedra angular, en el cual 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 las poblaciones antiguas. ^{[ aclaración necesaria ] [4]}

El uso de modelos también permite realizar simulaciones , incluidas las computarizadas, para plantear hipótesis sobre resultados evolutivos:

• PopG es un programa informático gratuito que utiliza el modelo Fisher-Wright para simular la evolución simultánea de múltiples poblaciones e ilustrar los resultados.
• La Universidad de Connecticut alberga un simulador de deriva genética basado en Java diseñado para ilustrar la influencia de la deriva genética en las poblaciones naturales.

• Hanage, WP; Spratt, BG; Turner, KME; Fraser, C. (2006). "Modelado de la especiación bacteriana". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 361 (1475): 2039–2044. doi :10.1098/rstb.2006.1926. PMC  1764933 . PMID  17062418.