rescate evolutivo

El rescate evolutivo es un proceso por el cual una población —que se habría extinguido en ausencia de evolución— persiste debido a la selección natural que actúa sobre la variación heredable. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Acuñado por Gomulkiewicz y Holt en 1995, ^{[ 3 ]} el rescate evolutivo se describió como un entorno en constante cambio que se predice que aparece como un retraso estable del valor medio del rasgo con respecto a un óptimo ambiental móvil, donde la tasa de evolución y el cambio en el entorno son iguales. El rescate evolutivo a menudo se confunde con otras dos formas comunes de rescate —el rescate genético y el rescate demográfico— en la naturaleza debido a similitudes superpuestas. La Figura 1 destaca las diferentes vías que dan como resultado su respectivo rescate.

La primera observación registrada del concepto de rescate evolutivo fue realizada por los filósofos ingleses Haldane ^{[ 4 ]} en 1937 y Simpson ^{[ 5 ]} , quienes exploraron la idea de cómo las poblaciones podrían evolucionar en respuesta a los cambios en su entorno. En 1995, Gomulkiewicz y Holt observaron la dinámica poblacional de dos procesos: la disminución exponencial de los tipos sensibles y el aumento exponencial de los tipos resistentes. Orr y Unckless (2014) ampliaron el trabajo de Gomulkiewicz y Holt al describir estos procesos en conjunto para crear la trayectoria de abundancia en forma de U. ^{[ 6 ] [ 7 ]} En el mundo cambiante, el rescate evolutivo se describe como la adaptación de los fenotipos/genotipos de una población a su entorno bajo la amenaza de extinción mediante el aumento de la frecuencia de alelos adaptativos. ^{[ 8 ]}

Después de un cambio repentino en el ambiente, se predice que el rescate evolutivo creará una curva en forma de U de la dinámica poblacional, ya que los genotipos originales, que no pueden reemplazarse a sí mismos, son reemplazados por genotipos que pueden aumentar en número. ^{[ 3 ]} La mitad izquierda de la curva predice la disminución de los genotipos originales que no pueden reemplazarse a sí mismos, y la mitad derecha de la curva predice genotipos resistentes que pueden aumentar el número de la población. La probabilidad de rescate evolutivo depende de que el alelo resistente se origine antes o después del cambio ambiental. ^{[ 9 ]} En un ambiente en constante cambio, se predice que el rescate evolutivo aparecerá como un retraso estable del valor medio del rasgo con respecto a un óptimo ambiental móvil, donde la tasa de evolución y la tasa de cambio en el ambiente son iguales. ^{[ 10 ]} La teoría fue revisada por Alexander et al en 2014 ^{[ 11 ]} y continúa creciendo rápidamente, agregando complejidad tanto genética como ecológica.

El rescate evolutivo es distinto del rescate demográfico, donde una población se mantiene mediante la migración continua desde otros lugares, sin necesidad de evolución. ^{[ 13 ]} Por otro lado, el rescate genético , donde una población persiste debido a la migración que reduce la depresión por endogamia , puede considerarse un caso especial de rescate evolutivo (pero véase ^{[ 12 ]} ).

Para que una población experimente un rescate evolutivo, la frecuencia de alelos de resistencia presentes determina la probabilidad de que ocurra dicho rescate. Las poblaciones naturales amenazadas de extinción se ven afectadas por plagas o patógenos invasores que han desarrollado una mayor resistencia a los pesticidas y antibióticos. ^{[ 14 ]} Estas poblaciones también pueden verse limitadas por la variación genética presente debido a la falta de alelos suficientemente resistentes capaces de propagarse. Esto resulta en la ausencia de la tercera fase de la curva en forma de U que conduce a la extinción. ^{[ 15 ]}

El rescate evolutivo se ha demostrado en muchos estudios de evolución experimental diferentes, ^{[ 1 ]} como la evolución de la levadura para tolerar concentraciones de sal previamente letales. ^{[ 22 ]} También hay un gran número de ejemplos de rescate evolutivo en la naturaleza, ^{[ 1 ]} en las formas de resistencia a fármacos , resistencia a herbicidas, ^{[ 23 ]} otros tipos de resistencia a pesticidas y rescate genético .