Conceptes Clau de Biologia: Evolució, Genètica i Metabolisme

Especiació en poblacions de peixos

Peixos: Quan el llac es va dividir en tres per barreres naturals, les poblacions de peixos van quedar aïllades i no es podien reproduir entre elles. En cada zona actuava la selecció natural, afavorint els individus millor adaptats a les condicions de cada part del llac. Amb el temps, l’acumulació de diferències va originar tres espècies diferents a partir d’una única espècie inicial.

L'evolució dels talps i la vida subterrània

Talps: Els avantpassats dels talps presentaven variabilitat en la mida dels ulls a causa de mutacions produïdes de manera aleatòria. Alguns individus tenien els ulls més petits i aquesta característica va resultar favorable per a la vida subterrània. La selecció natural va afavorir aquests individus, que es reproduïen més i transmetien el caràcter a la descendència. Amb el pas del temps, la població va evolucionar fins que els talps actuals presenten ulls molt reduïts.

El favisme i la resistència a la malària

Favisme: En les poblacions humanes ancestrals es va produir una mutació aleatòria que va originar la deficiència de l’enzim G6PD (favisme). Aquesta mutació provoca que els eritròcits tinguin una vida mitjana més curta. Això dificulta la reproducció del Plasmodium dins dels glòbuls vermells.

Les persones amb favisme eren més resistents a la malària, de manera que tenien més probabilitats de sobreviure i reproduir-se. Per tant, mitjançant la selecció natural, l’al·lel responsable del favisme va augmentar la seva freqüència en zones on la malària és present.

Genètica de l'herència en els gossos

Gossos: L’al·lel responsable del color negre és dominant, ja que en l’encreuament entre un individu negre i un de color xocolata tots els descendents presenten color negre. Aquest resultat només s’explica si el caràcter negre domina sobre el xocolata i els progenitors són homozigots. La probabilitat que tots els fills sortissin negres per atzar si el progenitor negre fos heterozigot és molt baixa (1/256).

El gen és autosòmic, és a dir, no està relacionat amb els cromosomes sexuals. Si estigués lligat al sexe, els descendents mascles i femelles presentarien colors diferents segons l’herència del cromosoma X. Com que en la descendència apareixen mascles i femelles de tots dos colors, es conclou que el gen no està lligat al sexe i, per tant, és autosòmic.

Funcionament de la cadena de transport d'electrons

Cadena de transport d'electrons: Normalment, la cadena de transport d’electrons bombeja protons (H⁺) cap a l’espai intermembranós, creant un gradient de protons. Aquest gradient permet el retorn dels protons a través de l’ATP sintasa, fet que possibilita la síntesi d’ATP (quimiosmosi). Si els protons no s’acumulen a l’espai intermembranós, no es forma el gradient, els protons no passen per l’ATP sintasa i no es produeix ATP. L’energia alliberada es dissipa en forma de calor.

Factors que afecten la velocitat de reacció enzimàtica

Velocitat d'una reacció: Un inhibidor competitiu s’uneix al centre actiu de l’enzim i competeix amb el substrat. Això provoca una disminució de la velocitat de reacció, ja que es formen menys complexos enzim-substrat. Aquest efecte es pot superar augmentant la concentració de substrat, perquè el substrat té més probabilitat d’unir-se al centre actiu que l’inhibidor.

Comparativa entre respiració aeròbica i fermentació

Quantitat d'ATP per glucosa i etanol

• Respiració aeròbica: 38 molècules d'ATP
• Fermentació alcohòlica: 2 molècules d'ATP

Fases metabòliques diferenciades

A partir d’una molècula de glucosa, tant la respiració cel·lular com la fermentació comparteixen la glicòlisi. No obstant això, en la fermentació no tenen lloc el cicle de Krebs, la cadena de transport d’electrons ni la fosforilació oxidativa, processos propis de la respiració aeròbica.

Selecció natural i efecte fundador en les cabres

Cabres: El procés responsable és la selecció natural. En la població inicial de cabres existia variabilitat deguda a mutacions a l’atzar, i algunes eren de mida més petita. A l’arxipèlag hi havia poc aliment i absència de depredadors, de manera que les cabres petites necessitaven menys recursos i tenien més probabilitats de sobreviure i reproduir-se.

Com que la mida és una característica heretable, amb el pas de les generacions la selecció natural va afavorir els individus petits fins que la població va acabar sent majoritàriament de mida reduïda. El comentari sobre l'efecte fundador és correcte. Les cabres de Juan Fernández provenen d’una parella inicial, fet que provoca un cas de deriva genètica. L’aïllament de la població va afavorir l’endogàmia i va mantenir aquesta mida petita en tota la població.