Mecanismos de la evolución: selección natural, deriva y flujo génico

Esta lección es parte de Temario de Biología de Décimo año Lección 30 de 36

Por Andrea del Carmen actualizado el 26 de octubre de 2026 11 min de lectura

Una idea muy extendida es que los seres vivos cambian «para adaptarse» o porque «lo necesitan». No es así. Un individuo no evoluciona durante su vida: lo que cambia, de una generación a otra, es la composición genética de las poblaciones, y ese cambio no persigue ninguna meta.

En esta lección vas a aprender a calcular frecuencias alélicas y a explicar los cuatro mecanismos que las modifican: la selección natural, la deriva genética, el flujo génico y la mutación. Verás el caso clásico de las mariposas de Manchester y en qué se diferencian el darwinismo y el neodarwinismo.

Definición

En biología, la evolución de una población es el cambio, a lo largo de las generaciones, en las frecuencias de sus alelos. Los mecanismos de la evolución son los procesos que producen ese cambio: la mutación, el flujo génico o migración, la deriva genética y la selección natural.

Frecuencias alélicas y el equilibrio de Hardy-Weinberg#

Para un gen con dos alelos, A y a, se llama p a la frecuencia de A y q a la de a. Como solo hay dos alelos, p + q = 1. Cada individuo tiene dos copias del gen, así que se cuentan los alelos, no los individuos.

Ejemplo. En una población inventada de 500 ranas hay 180 AA, 240 Aa y 80 aa. ¿Cuáles son las frecuencias de A y de a?

Solución. Hay 500 · 2 = 1000 alelos. Los AA aportan 2 · 180 = 360 alelos A y los Aa, 240: en total 600 alelos A, así que p = 600 ÷ 1000 = 0,6. Los alelos a son 240 + 2 · 80 = 400, y q = 0,4. Se comprueba que p + q = 1.

En 1908, el alemán Wilhelm Weinberg y el matemático inglés G. H. Hardy mostraron, cada uno por su cuenta, que en una población grande con apareamiento al azar las frecuencias de los genotipos se estabilizan en una generación y luego no cambian. Ese estado se llama equilibrio de Hardy-Weinberg, y en él los genotipos aparecen en estas proporciones:

Fórmula

p² + 2pq + q² = 1

p² es la frecuencia de AA, 2pq la de Aa y q² la de aa.

El equilibrio es un punto de referencia: describe lo que pasa si nada hace cambiar las frecuencias, es decir, si la población es grande, el apareamiento es al azar y no hay mutación, migración ni selección. Si una población se aleja de esas proporciones, algún mecanismo está actuando. En las ranas del ejemplo, p² = 0,36, 2pq = 0,48 y q² = 0,16, que en 500 ranas dan 180, 240 y 80: esa población está en equilibrio.

Ejemplo. Una enfermedad recesiva inventada afecta a 1 de cada 10 000 personas de una población en equilibrio. ¿Qué proporción son portadoras sanas (Aa)?

Solución. Los afectados son aa, así que q² = 1/10 000 y q = 0,01. Entonces p = 0,99 y 2pq = 2 · 0,99 · 0,01 = 0,0198: cerca del 2 %, alrededor de una de cada 50 personas. Hay unas 198 portadoras por cada persona afectada: casi todos los alelos recesivos están «escondidos» en heterocigotos.

La selección natural#

Los escritos de Charles Darwin y de Alfred Russel Wallace sobre la selección natural se presentaron juntos el 1 de julio de 1858 en la Sociedad Linneana de Londres; al año siguiente, en 1859, Darwin publicó El origen de las especies. Según el museo de Paleontología de la Universidad de California en Berkeley, basta con que se cumplan tres condiciones:

Variación: los individuos de la población son distintos en algún rasgo.
Reproducción diferencial: no todos sobreviven y se reproducen igual; unos dejan más descendientes que otros.
Herencia: el rasgo se transmite de padres a hijos.

Si se cumplen las tres, los alelos de quienes dejan más descendientes se vuelven más frecuentes. La selección natural no crea las variantes que una población «necesita»: solo actúa sobre la variación que ya existe, que surge por mutación al azar. Tampoco busca una meta ni produce organismos perfectos; actúa sin propósito, aunque su resultado no es al azar, porque favorece las variantes que en ese ambiente sobreviven y se reproducen mejor.

Las mariposas de Manchester#

El ejemplo clásico es la polilla moteada (Biston betularia), a la que el programa del MEP llama «mariposas de Manchester». Su forma típica tiene alas claras. Según la Universidad de Liverpool, la primera polilla negra se documentó en Manchester, en el norte de Inglaterra, en 1848, y durante la Revolución Industrial la forma oscura desplazó a la clara, porque se confundía con la corteza de los árboles ennegrecida por el hollín y así escapaba de los depredadores.

En 2016, un equipo de esa universidad publicó que la forma negra se debe a un elemento transponible, un «gen saltarín», insertado en un gen llamado cortex, y estimó que esa mutación ocurrió hacia 1819: unos 30 años antes de que alguien notara la primera polilla negra. Es decir, la variante oscura apareció por azar antes de que fuera útil; las polillas no se oscurecieron para esconderse.

Después el proceso se invirtió: desde 1970, con cortezas cada vez menos cubiertas de hollín, la forma oscura disminuyó rápidamente. Para comprobar si las aves eran la causa, el investigador Michael Majerus liberó 4864 polillas durante seis años cerca de Cambridge, en el mayor experimento de este tipo. Sus datos, publicados en 2012 por otros autores tras su muerte, mostraron que las aves depredaban más a las polillas negras posadas en las cortezas de hoy, ya sin hollín.

Ejemplo. Ejemplo inventado: en un bosque hollinado viven 1000 polillas, 900 claras y 100 oscuras. Las aves se comen la mitad de las claras y solo el 20 % de las oscuras. ¿Qué porcentaje de oscuras hay entre las sobrevivientes?

Solución. Sobreviven 900 − 450 = 450 claras y 100 − 20 = 80 oscuras, 530 en total. Las oscuras pasan de ser el 10 % al 80 ÷ 530 ≈ 15,1 %. Si el color se hereda, en la siguiente generación habrá una proporción mayor de alelos de la forma oscura.

La deriva genética: el papel del azar#

La deriva genética es el cambio de las frecuencias alélicas por puro azar: en cada generación, los genes de la siguiente vienen de los individuos que tuvieron «suerte», no necesariamente de los mejor adaptados. Ocurre en todas las poblaciones, pero pesa mucho más en las pequeñas. Como es al azar, no produce adaptaciones.

Ejemplo. Ejemplo inventado: en un islote viven 10 lagartijas, 5 homocigotas para el alelo de escamas verdes y 5 homocigotas para el de escamas pardas. Una noche, una ola arrastra al mar a 4 de ellas, que estaban en la orilla por casualidad: 3 verdes y 1 parda. ¿Qué pasa con la frecuencia del alelo verde?

Solución. Antes había 10 alelos verdes de 20: una frecuencia de 0,5. Entre las 6 sobrevivientes hay 2 verdes y 4 pardas, es decir, 4 alelos verdes de 12: la frecuencia del alelo verde baja de 0,5 a 4/12 ≈ 0,33. La ola no «eligió» a las verdes por ser verdes; fue azar. En una población de miles de lagartijas, un accidente así apenas cambiaría las frecuencias.

El tamaño importa por la misma razón por la que una moneda lanzada pocas veces da resultados desiguales. Si se lanzan 10 monedas, la probabilidad de obtener 7 caras o más es 176/1024, cerca del 17 %; si se lanzan 1000, la probabilidad de obtener 700 caras o más es menor que una en un billón. Hay dos casos especiales de deriva: el efecto fundador, cuando unos pocos individuos fundan una población nueva y solo llevan parte de los alelos de la original, y el cuello de botella, cuando una población se reduce bruscamente y los sobrevivientes no representan su diversidad.

Flujo génico y mutación#

El flujo génico, también llamado migración, es el movimiento de individuos, y de sus alelos, de una población a otra. Puede introducir alelos que la población no tenía, y hace que las poblaciones conectadas se parezcan más entre sí.

Ejemplo. Ejemplo inventado: en una población de 900 individuos, la frecuencia del alelo a es 0,1. Llegan 100 inmigrantes de otra población, donde esa frecuencia es 0,5, y se reproducen con los residentes. ¿Cuál es la nueva frecuencia de a?

Solución. Se calcula el promedio ponderado: (900 · 0,1 + 100 · 0,5) ÷ 1000 = (90 + 50) ÷ 1000 = 0,14. En una sola generación, la frecuencia de a sube de 0,10 a 0,14 por la inmigración.

La mutación es la fuente original de todos los alelos nuevos, como el de la polilla negra. Por sí sola cambia las frecuencias muy despacio, porque cada mutación es poco frecuente; su importancia está en aportar la variación sobre la que actúan la selección y la deriva.

Del darwinismo al neodarwinismo#

Darwin explicó la evolución por selección natural sin saber cómo se heredan los rasgos, porque la genética aún no existía. El neodarwinismo, también llamado teoría sintética, unió la selección natural con la genética de Mendel y de las poblaciones: la variación nace de la mutación y de la recombinación, y las frecuencias alélicas cambian por selección, deriva, flujo génico y mutación.

Teoría	Idea central	Situación actual
Lamarckismo	Los órganos se desarrollan con el uso y los caracteres adquiridos se heredan	Descartada: lo adquirido en vida no se transmite por los genes
Darwinismo	La selección natural actúa sobre la variación heredable	Vigente, pero sin explicar la herencia
Neodarwinismo	Selección natural más genética: mutación, recombinación, deriva y flujo génico	Base de la biología evolutiva actual

Los cuatro mecanismos, comparados#

Mecanismo	Qué es	¿Es al azar?	¿Produce adaptación?
Mutación	Cambio en el material genético; crea alelos nuevos	Sí	No por sí sola
Flujo génico	Llegada o salida de alelos con individuos que migran	Depende de quién migre	No por sí solo
Deriva genética	Cambio de frecuencias por azar, mayor en poblaciones pequeñas	Sí	No
Selección natural	Reproducción diferencial según rasgos heredables	No: favorece variantes concretas	Sí

Ponte a prueba#

¿Por qué es incorrecto decir que las polillas se volvieron negras para esconderse del hollín?#

Porque la variante negra apareció por una mutación al azar, que se estima ocurrió hacia 1819, antes de que fuera útil. Las polillas no cambiaron por necesidad. En los bosques ennegrecidos, las aves comían más polillas claras, así que las negras dejaban más descendientes y el alelo oscuro se volvió más frecuente. La selección natural actúa sobre la variación que ya existe, sin un propósito.

¿Cuáles son las frecuencias de A y de a en una población con 64 AA, 32 Aa y 4 aa?#

Hay 100 individuos y 200 alelos. Los alelos A son 2 · 64 + 32 = 160, así que p = 160 ÷ 200 = 0,8. Los alelos a son 32 + 2 · 4 = 40, así que q = 40 ÷ 200 = 0,2. Se cumple p + q = 1. Además, p² = 0,64, 2pq = 0,32 y q² = 0,04 coinciden con 64, 32 y 4 de cada 100: la población está en equilibrio de Hardy-Weinberg.

¿Por qué la deriva genética afecta más a las poblaciones pequeñas?#

Porque en una población pequeña los alelos de la generación siguiente dependen de pocos individuos, y el azar puede alejar mucho las frecuencias de las de sus padres, como pasa al lanzar pocas monedas. Si se lanzan 10, obtener 7 caras o más tiene una probabilidad cercana al 17 %; con 1000 monedas, un resultado tan desigual es casi imposible. Así, una población pequeña puede perder alelos por azar.

¿En qué se diferencian la selección natural y la deriva genética?#

Las dos cambian las frecuencias alélicas, pero de forma distinta. En la selección natural, los individuos con ciertos rasgos heredables sobreviven y se reproducen más en un ambiente dado, así que el cambio no es al azar y puede producir adaptaciones. En la deriva, las frecuencias cambian por azar, sin relación con lo bien adaptado que esté cada individuo, y no produce adaptaciones.

¿Qué aportó el neodarwinismo a la teoría de Darwin?#

Darwin explicó la selección natural sin conocer cómo se heredan los rasgos. El neodarwinismo, o teoría sintética, la unió con la genética: explica que la variación surge por mutación y recombinación, y que las frecuencias de los alelos cambian por selección natural, deriva genética, flujo génico y mutación. Así, la evolución se puede medir como el cambio de frecuencias alélicas en las poblaciones.