Simulación de la evolución de la forma: morfología multivariante controlada por la selección y la deriva genética

P. David Polly

Resumen

La simulación estocástica por ordenador es un método importante para comparar los patrones evolutivos y los procesos asociados durante intervalos de tiempo muy distintos. En este trabajo se muestra el cómo simular la evolución de morfologías complejas a lo largo de millones de generaciones. Las simulaciones se usan para comprobar cómo juegan, en las escalas de tiempo macroevolutivo, diversas asunciones sobre parámetros y procesos microevolutivos. La complejidad morfológica se modela mediante representaciones geométricas de la forma (p. ej.: puntos de referencia o contornos) y, por tanto, el procedimiento que se describe está limitado a estructuras rígidas simples. Dicho procedimiento se basa sobre correlaciones fenotípicas empíricas, que constriñen los resultados evolutivos a vías biológicamente realistas. Las diferentes asunciones microevolutivas sobre la covarianza, tamaño de la población y modo evolutivo pueden probarse al incorporarlas en los parámetros de simulación.

La evolución de la morfología molar de las musarañas se simula según cuatro modelos evolutivos: (1) selección al azar, (2) selección direccional, (3) estasis y (4) deriva genética. Cada uno de los tipos deja su impronta en la distribución de la distancia morfológica, lo que puede usarse para reconstruir el modo evolutivo a partir de datos reales. La comparación de los resultados con los datos reales de la diversidad molar de las musarañas sugiere que los dientes han evolucionado principalmente por selección al azar. El índice de divergencia en los molares de las musarañas es mayor que el esperado por una deriva genética, pero no es lineal ni estático como cabría esperar en la selección direccional o en la estasis, respectivamente.

La evolución morfológica mediante selección al azar también se simula sobre un árbol filogenético. Las especies hijas comparten caracteres derivados y posiciones en los espacios de los componentes principales en los que se desarrolla la simulación. Lo cual sugiere que la filogenia puede reconstruirse a partir de datos morfométricos multivariantes, siempre que los organismos hayan evolucionado siguiendo cualquiera de los modelos mencionados, salvo el de estasis.

Palabras clave: índices evolutivos, deriva genética, molares, evolución morfológica, covarianzas fenotípicas, selección, musarañas, Sorex (Soricidae, Lipotyphla, Mammalia), estasis.

Traducción: Prof. Marcos A. Lamolda. Facultad de Ciencias-UPV. Apartado 644. E-48080 Bilbao.