Población idealizada

En genética de poblaciones, una población idealizada es aquella que puede describirse mediante una serie de supuestos simplificadores. Los modelos de poblaciones idealizadas se utilizan para ilustrar un punto general o se ajustan a datos de poblaciones reales para las que los supuestos pueden no ser válidos. Por ejemplo, la teoría de la coalescencia 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, 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 , a diferencia de las generaciones no superpuestas del modelo de Fisher-Wright. La complejidad de las poblaciones reales puede hacer que su comportamiento coincida con el de una población idealizada con un tamaño efectivo de población muy diferente del tamaño de población censado de la población real. En el caso de los organismos 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 genotípicas se relacionan con las frecuencias alélicas según un principio de cuadrado binomial denominado ley de Hardy-Weinberg. ^{[ 2 ]}

Un buen ejemplo del uso de un modelo poblacional idealizado, para el seguimiento de las condiciones de las poblaciones naturales, se puede encontrar en una investigación de Joe Roman y Stephen R. Palumbi (2003). Utilizando datos de diversidad genética , se preguntaron: ¿se han recuperado lo suficiente las poblaciones de grandes ballenas del Atlántico Norte para la caza comercial? Para calcular la diversidad genética, los autores multiplican el tamaño efectivo de la población a largo plazo de las hembras por dos, asumiendo una proporción sexual de 1:1, y luego lo multiplican 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 modernas de ballenas están lejos del rango explotable. ^{[ 3 ]}

Los modelos poblacionales idealizados no solo podrían proporcionarnos información sobre las condiciones poblacionales actuales, sino que también son útiles para revelar la historia natural y la dinámica poblacional del pasado. Utilizando un modelo poblacional idealizado, Anders Eriksson y Andrea Manica (2012) pusieron a prueba la hipótesis de la mezcla genética entre humanos arcaicos y humanos modernos . Los autores compararon las secuencias genómicas de dos poblaciones humanas: neandertales y chimpancés. Eriksson y Manica crearon un modelo de escalonamiento en el que África y Eurasia se representan como una cadena de poblaciones de igual tamaño. Concluyeron que, bajo este modelo , en el que los europeos pueden intercambiar información genética con los asiáticos pero no con los africanos, las similitudes entre el genoma neandertal y el euroasiático podrían explicarse por la estructura de poblaciones antiguas. ^{[ 4 ]}

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

• PopG es un programa informático gratuito que utiliza el modelo de 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 .