Exercicis d'evolució — Biologia 2n Batxillerat

Per què el cavall i l'ase es consideren espècies diferents, encara que es puguin aparellar i tenir un fill (la mula)?

Què és un òrgan vestigial? Posa'n un exemple en els humans.

Què són els gens paràlegs?

Explica com explicaria Lamarck i com explicaria Darwin que les girafes tinguin el coll tan llarg, i indica quin dels dos mecanismes és incompatible amb el que avui sabem de la genètica.

Raona si cada afirmació és certa o falsa: a) Les mutacions apareixen quan l'organisme les necessita per adaptar-se. b) La majoria de les mutacions són neutres o perjudicials. c) Un individu pot evolucionar al llarg de la seva vida. d) La selecció natural actua sobre els fenotips, no directament sobre els genotips.

Classifica cada prova de l'evolució segons el tipus (paleontològica, anatòmica, embriològica, biogeogràfica o molecular): (1) els embrions humans presenten, en una etapa, fenedures branquials com els dels peixos; (2) l'Archaeopteryx és un fòssil amb plomes i, alhora, dents i cua òssia de rèptil; (3) l'extremitat anterior d'un humà, d'una balena i d'un ratpenat té la mateixa disposició d'ossos; (4) la seqüència del citocrom c humà és idèntica a la del ximpanzé i difereix en 13 aminoàcids de la del pollastre; (5) els marsupials es concentren a Austràlia, aïllada de la resta de continents des de fa milions d'anys.

En una població de 500 plantes, el color de la flor depèn d'un gen amb dos al·lels: hi ha 180 plantes AA, 240 Aa i 80 aa. Calcula les freqüències genotípiques i les freqüències dels al·lels A i a, i comprova si la població està en equilibri de Hardy-Weinberg.

Classifica cada cas com a selecció natural direccional, estabilitzadora o disruptiva, i justifica-ho: (a) en una espècie d'ocell, els ous de mida mitjana tenen més èxit que els molt petits (poc vitel) i els molt grans (difícils de covar); (b) en un bosc enfosquit per la contaminació, les papallones de color fosc augmenten generació rere generació; (c) en una població de pinsans, els individus de bec petit (mengen llavors toves) i de bec gran (trenquen llavors dures) sobreviuen més que els de bec mitjà.

Classifica cada mecanisme d'aïllament reproductiu com a prezigòtic o postzigòtic i indica de quin tipus és: (1) dues espècies de granota del mateix estany es reprodueixen en mesos diferents; (2) dues espècies de llangardaix es poden creuar, però l'embrió híbrid mor abans de néixer; (3) les femelles d'una espècie d'ocell només responen al cant dels mascles de la seva espècie; (4) dues espècies de plantes són pol·linitzades per insectes diferents; (5) dues espècies de salamandra s'aparellen, però els espermatozoides no poden fecundar els òvuls de l'altra espècie.

En biologia evolutiva, l'eficàcia biològica (fitness) d'un individu mesura la seva contribució a la generació següent. Raona quin dels dos cérvols té més eficàcia biològica: el cérvol A, molt fort i sa, que viu 15 anys i deixa 2 descendents que arriben a adults, o el cérvol B, més feble, que viu 6 anys i en deixa 7. Explica per què «el més fort» no és sempre el que afavoreix la selecció natural.

Dues poblacions veïnes d'una mateixa espècie comencen a intercanviar individus que es reprodueixen amb les de l'altra població. Amb el temps, es faran més semblants o més diferents genèticament? Com es diu aquest mecanisme?

Classifica en homòlegs o anàlegs i justifica: (a) el braç humà i l'ala d'un ratpenat; (b) l'ala d'un ocell i l'ala d'un insecte.

Ordena i explica els passos de l'especiació al·lopàtrica, deixant clar quin tipus d'aïllament ve primer i quin després.

Un company diu: 'l'antibiòtic fa que els bacteris es tornin resistents'. Per què aquesta frase és incorrecta? Corregeix-la.

Una tempesta porta 10 ocells d'una població continental fins a una illa deserta, on funden una població nova. Al continent, l'al·lel d'una variant del color del plomatge té una freqüència de 0,05; a l'illa, al cap d'unes generacions, aquest al·lel té una freqüència de 0,4, tot i que no dona cap avantatge ni desavantatge. a) Anomena i explica el procés evolutiu responsable. b) Raona per què aquest procés és molt més intens en poblacions petites que en poblacions grans. c) Explica en què es diferencia de la selecció natural i posa un altre exemple de situació en què es produeix (coll d'ampolla).

Es compara un gen de 1200 nucleòtids en tres espècies de mamífers. L'espècie A i l'espècie B difereixen en 36 posicions; A i C difereixen en 60 posicions, i B i C també en 60. La calibració amb fòssils indica que en aquest gen s'acumulen, en cada llinatge, 2 substitucions per milió d'anys. a) Calcula el percentatge de divergència entre A i B. b) Estima fa quant de temps es van separar A i B, i fa quant es va separar C del llinatge de A i B. c) Descriu amb paraules l'arbre filogenètic resultant i explica quina hipòtesi assumeix el mètode del rellotge molecular.

A les illes Galápagos hi ha més de dotze espècies de pinsans, totes descendents d'una mateixa espècie arribada del continent, amb becs molt diferents segons si mengen llavors, insectes o cactus. D'altra banda, el tauró (peix), l'ictiosaure (rèptil extingit) i el dofí (mamífer) tenen una forma del cos hidrodinàmica gairebé idèntica. a) Anomena els dos fenòmens evolutius i explica com es produeix cadascun. b) Raona si els becs dels pinsans són òrgans homòlegs o anàlegs, i si les aletes del tauró i del dofí ho són. c) Per què la convergència demostra que la selecció natural és un procés no aleatori?

L'anèmia falciforme és causada per l'al·lel recessiu S del gen de la beta-globina: els homozigots SS pateixen una anèmia greu, sovint mortal abans de l'edat reproductiva. En algunes regions d'Àfrica amb malària, l'al·lel S té una freqüència del 10 % i es manté estable des de fa generacions, mentre que a Europa és gairebé inexistent. Se sap que els heterozigots AS són molt més resistents a la malària que els homozigots AA. a) Calcula, suposant equilibri de Hardy-Weinberg, el percentatge de persones de cada genotip en aquesta població africana. b) Explica per què la selecció natural no elimina l'al·lel S tot i que és letal en homozigosi. c) Raona què passarà amb la freqüència de l'al·lel S si la malària s'eradica d'aquesta regió.

Una espècie de planta diploide té 2n = 14 cromosomes. En un individu, un error de la meiosi produeix gàmetes amb tots els cromosomes, i de l'autofecundació en surt una planta tetraploide fèrtil. a) Indica quants cromosomes tenen els gàmetes normals, els gàmetes de l'error i la planta tetraploide. b) Raona quants cromosomes tindria un híbrid entre la planta tetraploide i una de diploide normal, i per què aquest híbrid seria estèril. c) Explica per què es considera que la planta tetraploide és una espècie nova i quin tipus d'especiació representa.

Es volen ordenar sis vertebrats en un cladograma a partir de caràcters derivats compartits. La llampresa no té cap dels caràcters següents. El tauró té mandíbules. La truita té mandíbules i esquelet ossi. La granota té mandíbules, esquelet ossi i quatre extremitats. La sargantana té tots els anteriors i, a més, ou amniòtic. El ratolí té tots els anteriors i, a més, pèl. a) Explica què és un caràcter derivat compartit i ordena els grups segons l'ordre en què es van separar del llinatge que porta al ratolí. b) Raona quin animal està més emparentat amb el ratolí: la sargantana o la granota. c) Raona si la truita està més emparentada amb el tauró o amb la granota, encara que per la forma s'assembli més al tauró.

Es donen aquestes dades de cinc homínids: Australopithecus afarensis (3,9–2,9 milions d'anys, bípede, capacitat cranial d'uns 450 cm³, sense eines conegudes); Homo habilis (2,4–1,6 milions d'anys, primeres eines de pedra, uns 650 cm³); Homo erectus (1,9–0,1 milions d'anys, domini del foc, primer a sortir d'Àfrica, uns 950 cm³); Homo neanderthalensis (400000–40000 anys, Europa i Àsia occidental, uns 1500 cm³); Homo sapiens (des de fa uns 300000 anys, origen africà, uns 1350 cm³). a) Raona quin tret va aparèixer primer en l'evolució humana, el bipedisme o el cervell gran, i quina conseqüència té per a la idea que «el cervell gran va permetre caminar drets». b) Explica per què els neandertals no poden ser avantpassats dels humans actuals i quina relació hi ha entre les dues espècies. c) Els europeus i asiàtics actuals tenen al voltant d'un 2 % de DNA d'origen neandertal. Raona què indica això i si contradiu que sapiens i neandertals siguin espècies diferents.

Explica, pas a pas i en termes de selecció natural, per què apareix la resistència a un antibiòtic en una població de bacteris.

Una malaltia genètica recessiva autosòmica afecta 1 de cada 10 000 nadons d'una població que es pot considerar en equilibri de Hardy-Weinberg. (a) Quina és la freqüència de l'al·lel de la malaltia? (b) Quina proporció de la població és portadora sana? (c) Una parella sense antecedents familiars vol saber la probabilitat de tenir un fill afectat. Calcula-la i explica d'on surt cada factor.

A l'Euràsia, els llops del sud tenen majoritàriament el pelatge fosc i els de la zona àrtica, clar. S'ha comprovat que la freqüència dels al·lels que donen coloracions clares ha anat augmentant a les poblacions del nord al llarg de les generacions. (a) Explica per què ha augmentat, en termes de freqüències al·lèliques. (b) Aquesta població del nord compleix les condicions de l'equilibri de Hardy-Weinberg? Justifica-ho. (c) Per què és útil un model que descriu una situació que gairebé no es dona mai?

En la papallona del bedoll, el color fosc depèn d'un al·lel dominant M; els individus mm són clars. En una zona industrial, abans de la contaminació, la freqüència de l'al·lel M era de 0,1; al cap de cinquanta anys amb els troncs ennegrits pel sutge, la freqüència de M havia pujat a 0,7.
a) Calcula, suposant equilibri de Hardy-Weinberg dins de cada generació, el percentatge de papallones fosques i clares en les dues situacions.
b) Explica quin factor evolutiu ha fet canviar la freqüència de l'al·lel i per què, entre una generació i la següent, la població no compleix les condicions de Hardy-Weinberg.
c) Després de cinquanta anys de selecció intensa contra les papallones clares, l'al·lel m continua present. Calcula quina fracció dels al·lels m es troba en heterozigots en la situació final i raona per què la selecció no els pot eliminar.
d) Raona què passarà amb les freqüències quan les lleis ambientals facin desaparèixer el sutge dels troncs.

Una illa volcànica que va emergir del mar fa 2 milions d'anys, a 300 km de la costa d'un continent, té cinc espècies de sargantanes endèmiques (que no viuen enlloc més), però no hi ha cap amfibi ni cap mamífer terrestre autòctons. L'anàlisi del DNA mostra que les cinc espècies són més semblants entre elles que a qualsevol altra, i que el seu parent més proper és una espècie del continent més proper.
a) Explica com van poder arribar les sargantanes a l'illa i per què hi falten amfibis i mamífers terrestres.
b) Raona, a partir de les dades de DNA, si hi va haver una sola colonització o cinc, i quins processos van originar les cinc espècies a partir dels colonitzadors.
c) Per què és esperable que les espècies de l'illa s'assemblin a les del continent més proper i no a les d'altres continents amb un clima semblant?
d) Les sargantanes de l'illa són molt més grans que les continentals. Proposa una hipòtesi evolutiva que ho expliqui.

En una illa de les Galápagos es van mesurar els becs d'una població de pinsans de terra. El 1976, la profunditat mitjana del bec era de 9,2 mm. El 1977 hi va haver una gran sequera: només quedaven llavors grosses i dures, i va morir el 85 % dels pinsans; els supervivents tenien un bec de 9,8 mm de mitjana. Els polls nascuts el 1978 van tenir, d'adults, un bec de 9,7 mm de mitjana. Anys després, en un període plujós amb abundància de llavors petites, la mida mitjana del bec va tornar a disminuir.
a) Explica quines tres condicions calen perquè una població evolucioni per selecció natural i indica quina dada de l'enunciat demostra cadascuna.
b) Classifica el tipus de selecció del 1977 i justifica per què la mitjana dels polls (9,7 mm) és més gran que la de la població inicial, però no exactament igual a la dels supervivents.
c) Raona per què la mida del bec va tornar a disminuir més tard i què indica això sobre la paraula «millor» aplicada a un caràcter.
d) Els pinsans del 1978 són una espècie nova? Justifica la resposta.

En una sèrie de capes sedimentàries que abasten 5 milions d'anys, els fòssils d'un cargol marí es mantenen pràcticament idèntics durant 3 milions d'anys; després, en un interval de només 50000 anys, apareix una forma clarament diferent que es manté estable 2 milions d'anys més. En una altra sèrie d'estrats, els fòssils d'un foraminífer canvien de mida de manera contínua i progressiva al llarg de tot el període.
a) Anomena el model evolutiu que il·lustra cada sèrie i explica'n les diferències.
b) Raona per què, en el primer cas, la forma nova pot semblar que apareix «de sobte» encara que hagi evolucionat per selecció natural, i on i com podria haver-se originat.
c) Explica per què el registre fòssil és incomplet i per què, malgrat això, les formes de transició (com els fòssils entre peixos i tetràpodes o entre rèptils i ocells) són una prova important de l'evolució.
d) Raona si els dos models són incompatibles amb la teoria sintètica de l'evolució.

La cua del paó mascle és enorme i vistosa, dificulta el vol i el fa més visible als depredadors; tot i això, les femelles trien els mascles de cua més gran. D'altra banda, en una orquídia de Madagascar el nèctar és al fons d'un esperó de 30 cm, i existeix una papallona nocturna amb una trompa de 30 cm que és l'única que la pol·linitza.
a) Explica per què un caràcter que redueix la supervivència es pot mantenir i accentuar per selecció natural. Anomena el tipus de selecció.
b) Proposa una explicació de per què les femelles «prefereixen» les cues grans, en termes de senyals de qualitat genètica.
c) Anomena el fenomen que relaciona l'orquídia i la papallona i explica, pas a pas, com la selecció natural pot haver allargat alhora l'esperó i la trompa.
d) Raona quin risc té per a l'orquídia aquesta relació tan especialitzada.

En comparar la seqüència d'un gen humà amb la d'altres espècies s'obtenen aquests percentatges d'identitat: ximpanzé 98,8 %; ratolí 85 %; pollastre 75 %; peix zebra 62 %. A més, els humans, els ximpanzés i la resta de simis i micos (primats antropoides) tenen al genoma un pseudogèn (gen inactivat) de l'enzim que fabrica la vitamina C, amb la mateixa mutació inactivadora en tots ells; per això cap d'aquests primats no pot sintetitzar vitamina C, mentre que el ratolí té el gen funcional.
a) Ordena les espècies segons el temps transcorregut des de l'avantpassat comú amb els humans i explica per què la identitat disminueix.
b) Raona per què la seqüència d'un pseudogèn o d'un intró canvia més de pressa al llarg del temps que la d'un exó que codifica una proteïna essencial.
c) Explica per què el fet que tots aquests primats comparteixin exactament la mateixa mutació al pseudogèn és una prova molt forta d'avantpassat comú, i no de l'aparició independent en cada espècie.
d) El ximpanzé i l'humà comparteixen el 98,8 % d'aquest gen. Raona si això vol dir que l'humà descendeix del ximpanzé.

El grup sanguini MN depèn d'un gen autosòmic amb dos al·lels codominants, M i N. S'analitzen dues mostres:
Poble aïllat de muntanya, on durant segles han estat freqüents els matrimonis entre cosins (400 persones): 100 MM, 160 MN i 140 NN.
Ciutat propera (1000 persones): 202 MM, 495 MN i 303 NN.
a) Calcula les freqüències al·lèliques de cada mostra. Què tenen en comú les dues poblacions?
b) Calcula el nombre esperat de persones de cada genotip al poble si estigués en equilibri de Hardy-Weinberg i compara'l amb l'observat. Quina població s'aparta de l'equilibri i en quin sentit?
c) La consanguinitat es pot mesurar amb el coeficient F = 1 − H_obs/H_esp, on H és la freqüència d'heterozigots. Calcula F per al poble i raona per què la consanguinitat canvia les freqüències genotípiques però no les al·lèliques.
d) Una malaltia autosòmica recessiva té un al·lel amb freqüència q = 0,01. La probabilitat que un fill sigui homozigot afectat és q² + F·p·q, on F = 1/16 per als fills de cosins germans i F = 0 per als de pares no emparentats. Calcula quantes vegades augmenta el risc en els fills de cosins germans i explica per què la consanguinitat fa aflorar sobretot malalties recessives rares.

En una raça de gossos, una malaltia neurològica autosòmica recessiva afecta l'1 % dels cadells en néixer, i els afectats moren abans de poder-se reproduir. Una associació de criadors proposa, com a única mesura, no fer criar mai cap gos afectat. Suposa que la població és gran, que els aparellaments són a l'atzar respecte d'aquest gen i que no hi ha mutacions noves. Si els homozigots recessius no es reprodueixen, la freqüència de l'al·lel a la generació t és q_t = q₀/(1 + t·q₀).
a) Calcula la freqüència de l'al·lel de la malaltia i el percentatge de gossos portadors sans.
b) Calcula la freqüència de l'al·lel i la incidència de la malaltia a la generació següent.
c) Quantes generacions calen perquè la freqüència de l'al·lel baixi a la meitat? I fins a 0,01? Si una generació de gossos dura uns 4 anys, expressa-ho en anys.
d) Explica per què la selecció contra un al·lel recessiu és cada cop més lenta a mesura que l'al·lel es fa rar. Calcula quina fracció dels al·lels de la malaltia és en heterozigots quan q = 0,1 i quan q = 0,01.
e) Proposa una estratègia molt més eficaç que permeti la biotecnologia actual i justifica-la.

La warfarina és un raticida que impedeix la coagulació de la sang perquè bloqueja el reciclatge de la vitamina K. En algunes poblacions de rates hi ha un al·lel R d'un gen implicat en aquest reciclatge que dona resistència al verí. Les rates RR són resistents, però necessiten molta vitamina K i sovint moren d'hemorràgies; les RS són resistents i gairebé no tenen problemes de vitamina K; les SS són sensibles al verí. En una ciutat on s'escampa warfarina contínuament, les eficàcies biològiques relatives (supervivència i reproducció) són: SS = 0,4; RS = 1; RR = 0,6.
a) Explica per què, en aquestes condicions, l'heterozigot és el genotip més eficaç.
b) Quan les eficàcies són 1 − s (SS), 1 (RS) i 1 − t (RR), la freqüència de l'al·lel R s'estabilitza en un equilibri q = s/(s + t). Calcula aquest equilibri i les freqüències genotípiques en néixer. Comprova que, després de la selecció, la freqüència de R entre els supervivents és la mateixa.
c) Es deixa d'utilitzar la warfarina: ara SS = 1, RS = 1 i RR = 0,6. Calcula la freqüència de R al cap d'una generació, partint de l'equilibri anterior, i raona què passarà a llarg termini.
d) Per què la població no pot arribar a estar formada només per rates RS, si és el genotip més eficaç?

El daltonisme vermell-verd és un caràcter recessiu lligat al cromosoma X. En una població gran i en equilibri, el 8 % dels homes són daltònics.
a) Explica per què la freqüència de l'al·lel del daltonisme en aquesta població és igual a la freqüència d'homes daltònics, i calcula-la.
b) Calcula el percentatge esperat de dones daltòniques i de dones portadores. Si s'examinen 1000 homes i 1000 dones, quants daltònics esperes de cada sexe? Quantes vegades és més freqüent el daltonisme en els homes?
c) Una dona de visió normal d'aquesta població, de família desconeguda, té un fill amb un home de visió normal. Calcula la probabilitat que sigui portadora i la probabilitat que el seu primer fill (nen) sigui daltònic.
d) En una altra població, el 2 % dels homes i el 2 % de les dones tenen una malaltia que també es creia lligada a l'X. Raona si aquesta hipòtesi és compatible amb les dades.

El tritó del Montseny (Calotriton arnoldi) és un amfibi endèmic en perill crític que viu en pocs torrents. Per conservar-lo es manté una població reproductora en captivitat. La deriva genètica fa que la heterozigosi (H) es perdi a cada generació segons $H_{t}$ = $H_{0}$ · $(1 - \tfrac{1}{(2N)})^{t}$, on N és el nombre d'individus reproductors. A més, la probabilitat que una mutació nova i neutra acabi fixada a la població és la seva freqüència inicial, $\tfrac{1}{(2N)}$.
a) Calcula quin percentatge de la heterozigosi inicial es conserva després de 20 generacions amb N = 10 reproductors i amb N = 50.
b) Calcula la probabilitat que s'acabi fixant per atzar un al·lel nou neutre que aparegui per mutació en un sol individu d'una població amb N = 10 i en una amb N = 1000. Què et diu aquest resultat sobre el paper de l'atzar segons la mida de la població?
c) Explica per què la pèrdua de variabilitat és un problema per a la supervivència de l'espècie a llarg termini, encara que els individus actuals estiguin sans.
d) Proposa dues mesures de gestió per reduir la pèrdua de variabilitat i justifica-les amb els mecanismes evolutius que coneixes.

Al voltant d'una antiga mina de plom hi creix una gramínia que també viu als prats veïns. La tolerància al plom depèn principalment d'un al·lel T. A la població de la mina, la freqüència de T és 0,90; a la dels prats, 0,10. Cada generació, un 10 % dels gàmetes que formen la població de la mina (pol·len i llavors) provenen dels prats (m = 0,10). Si no hi hagués selecció, la freqüència a la mina canviaria segons $p_{t}$ = $p_{\mathrm{prat}}$ + ($p_{0}$ − $p_{\mathrm{prat}}$) · $(1 - m)^{t}$.
a) Calcula la freqüència de T a la mina després d'1 generació i de 5 generacions si només actués el flux gènic.
b) Al llarg de 40 anys, la freqüència de T a la mina s'ha mantingut a 0,90. Què demostra aquesta dada? Explica quina força s'oposa al flux gènic i per què.
c) Als prats, l'al·lel T és poc freqüent, encara que hi arriba pol·len de la mina. Proposa una explicació i raona com la podries comprovar experimentalment.
d) Es comprova que les plantes de la vora de la mina floreixen una setmana abans que les dels prats. Raona per què la selecció podria afavorir aquest canvi i quina relació té amb l'origen de noves espècies.

S'han alineat 15 nucleòtids d'un gen en quatre espècies (A, B, C i D) i en una espècie O, que se sap que es va separar del llinatge de les altres quatre abans que cap d'aquestes es diversifiqués (grup extern):
O: AAAAAAAAAAAAAAA
A: GGTTTCCGAAAAAAA
B: GGTTTCCAGAAATAA
C: GGTTTAAAAAAGAAA
D: GGAAAAAAACCATAA
a) Calcula el nombre de diferències entre cada parella d'espècies A, B, C i D.
b) Fent servir el grup extern per decidir quin és el nucleòtid ancestral de cada posició, identifica quines posicions defineixen grups d'espècies (caràcters derivats compartits) i dibuixa (descriu) el cladograma més parsimoniós.
c) La posició 13 suggereix agrupar B amb D. Raona per què el cladograma no fa aquesta agrupació i com s'explica aquest caràcter.
d) Segons els fòssils, A i B es van separar fa 4 milions d'anys. Suposant un rellotge molecular, estima quan es va separar C del llinatge d'A i B, fent servir la mitjana de les diferències de C amb A i amb B. Indica una limitació d'aquest càlcul.

Una població de mosques del vinagre (Drosophila) es divideix en dues línies: una es cria en un medi amb midó com a única font de glúcids i l'altra en un medi amb maltosa. Al cap de 30 generacions, es fa una prova d'elecció de parella: es posen junts mascles i femelles de les dues línies, marcats per distingir-los, i es compten els aparellaments.
Línies midó/maltosa: midó × midó, 62; maltosa × maltosa, 58; midó × maltosa (en les dues combinacions de sexes), 40.
Control: dues línies criades per separat però totes dues amb midó: línia 1 × línia 1, 41; línia 2 × línia 2, 39; línia 1 × línia 2, 80.
L'índex d'aïllament és I = (aparellaments homotípics − aparellaments heterotípics)/total; val 0 si l'aparellament és a l'atzar i 1 si l'aïllament és total.
a) Calcula I en els dos experiments i interpreta'ls.
b) Per què és imprescindible el control? Quina hipòtesi alternativa descarta?
c) Quin tipus d'aïllament reproductiu s'ha originat i com ha pogut aparèixer, si ningú no ha seleccionat les mosques per la seva preferència de parella? Relaciona-ho amb l'especiació al·lopàtrica.
d) Proposa un experiment per saber si la preferència és hereditària o si la mosca l'aprèn del medi on ha crescut.

L'espinós és un peix que viu al mar amb una pelvis amb espines llargues. Fa uns 10 000 anys, en acabar la glaciació, poblacions marines van quedar aïllades en molts llacs d'aigua dolça, i en diversos llacs independents els espinosos han perdut les espines pelvianes. Les investigacions mostren:
(1) En encreuar peixos marins amb peixos de llac sense espines, la $F_{1}$ té espines; en la $F_{2}$ s'obtenen 296 peixos amb espines i 104 sense.
(2) El gen Pitx1, que regula el desenvolupament, té exactament la mateixa seqüència codificant en les dues formes. Els peixos de llac l'expressen a la hipòfisi i a la mandíbula, però no a la zona de l'embrió on es forma la pelvis.
(3) Els peixos de llac tenen una deleció d'uns 500 parells de bases en una regió no codificant, davant del gen; en llacs diferents, les delecions són diferents, però totes afecten la mateixa regió.
(4) Si s'introdueix en embrions de llac el gen Pitx1 unit a aquesta regió de la forma marina, desenvolupen espines pelvianes.
a) Interpreta l'encreuament (1): quin al·lel és dominant i amb quina proporció encaixen les dades?
b) Explica, a partir de (2), (3) i (4), quina mena de mutació ha causat la pèrdua de les espines i per què una mutació en la seqüència codificant de Pitx1 probablement hauria estat letal.
c) Què indica el fet que en llacs diferents hi hagi delecions diferents en la mateixa regió? Quin tipus de semblança és la pèrdua d'espines entre aquestes poblacions?
d) Als llacs no hi ha els peixos depredadors del mar, però sí larves d'insectes que atrapen els espinosos joves agafant-los per les espines. Explica en termes neodarwinistes com s'han perdut les espines.

En una granja experimental de guatlles es vol augmentar la massa corporal a les 6 setmanes. La població inicial té una massa mitjana de 200 g. Es trien com a reproductors les guatlles més grosses, amb una mitjana de 230 g, i la seva descendència, criada en les mateixes condicions, té una mitjana de 212 g. En millora genètica es fan servir la diferencial de selecció S (diferència entre la mitjana dels reproductors i la de la població), la resposta R (diferència entre la mitjana dels descendents i la de la població) i l'heretabilitat $h^{2}$ = $\tfrac{R}{S}$, que indica quina part de la variació del caràcter és deguda a efectes genètics additius.
a) Calcula S, R i $h^{2}$. Si a la generació següent es tornen a triar reproductors 30 g per sobre de la mitjana, quina mitjana esperes?
b) Raona per què la descendència no té una mitjana de 230 g, com els pares.
c) Al cap de 25 generacions la massa deixa de respondre a la selecció i, a més, les guatlles grosses ponen menys ous. Dona dues explicacions genètiques del límit de la resposta i explica què passaria si es deixés de seleccionar.
d) En la mateixa granja, es fa el mateix tipus de selecció per a un caràcter amb $h^{2}$ = 0,05. Calcula la resposta esperada amb S = 30 unitats i explica per què la selecció artificial no és eficaç quan la variació d'un caràcter és sobretot ambiental. Relaciona-ho amb l'argument de Darwin que va comparar la selecció artificial amb la natural.