Este documento describe varios mecanismos evolutivos como la selección natural, la deriva genética y diferentes tipos de selección. Explica la selección natural como el principal mecanismo de evolución adaptativa mediante el cual los organismos con rasgos mejor adaptados al ambiente tienen mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse. También presenta un ejemplo experimental que muestra cómo la frecuencia de un alelo se reduce en poblaciones de mosca expuestas a etanol a través de generaciones sucesivas.

1. Mecanismos EvolutivosMecanismos Evolutivos
M. en C. RAFAEL GOVEA VILLASEÑORM. en C. RAFAEL GOVEA VILLASEÑOR
por el CINVESTAV-IPNpor el CINVESTAV-IPN
Biólogo por la UAM-IztapalapaBiólogo por la UAM-Iztapalapa
M. en C. RAFAEL GOVEA VILLASEÑORM. en C. RAFAEL GOVEA VILLASEÑOR
por el CINVESTAV-IPNpor el CINVESTAV-IPN
Biólogo por la UAM-IztapalapaBiólogo por la UAM-Iztapalapa
Versión 4.0 EMS 2018-11-19 a 2021-01-07Versión 4.0 EMS 2018-11-19 a 2021-01-07

2. ¿Qué es la Selección Natural?¿Qué es la Selección Natural?
Así pues, la poza génica cambiaAsí pues, la poza génica cambia
en función de la eficacia de losen función de la eficacia de los
rasgos heredables respecto a lasrasgos heredables respecto a las
presiones ambientales.presiones ambientales.
M en C Rafael Govea Villaseñor
Es el principal mecanismo deEs el principal mecanismo de
evolución adaptativa.evolución adaptativa.
Consiste en la sobrevivenciaConsiste en la sobrevivencia
exitosa de los organismosexitosa de los organismos
hasta después de dejarhasta después de dejar
descendientes viables.descendientes viables.

3. ¿Qué es la Selección Natural?¿Qué es la Selección Natural?
Es un proceso que ocurre con cada generación.Es un proceso que ocurre con cada generación. Los organismos no tienen laLos organismos no tienen la
misma probabilidad de sobrevivir hasta el momento de la reproducción, nimisma probabilidad de sobrevivir hasta el momento de la reproducción, ni
tienen la misma eficacia reproductora en el ambiente donde viven puestienen la misma eficacia reproductora en el ambiente donde viven pues
difieren es sus rasgos (fenotipo).difieren es sus rasgos (fenotipo). Así pues, la poza génica de la generaciónAsí pues, la poza génica de la generación
descendiente difiere de la poseída por la generación progenitora.descendiente difiere de la poseída por la generación progenitora.
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¿Quién elige?¿Quién elige? ¿A quién se elige?¿A quién se elige?
¿Quién cambia?¿Quién cambia?
A los organismosA los organismos
Los factoresLos factores
ambientalesambientales
A los organismosA los organismos
La Poza Génica de una población o de la especieLa Poza Génica de una población o de la especie

4. Selección Natural, un ejemplo experimentalSelección Natural, un ejemplo experimental
Alelos:Alelos: AdhAdhFF
yy AdhAdhss
(Fast)(Fast) (slow)(slow)
Cavener & Clegg(1981)Cavener & Clegg(1981) Multigenic response to ethanol inMultigenic response to ethanol in Drosophila Melanogaster.Drosophila Melanogaster. EvolutionEvolution 35 1-1035 1-10
El genEl gen ADHADH codifica la síntesis de la enzima Alcohol-deshidrogenasa, misma quecodifica la síntesis de la enzima Alcohol-deshidrogenasa, misma que
elimina al Etanol. Hay dos alelos, uno de acción rápida y otro lento.elimina al Etanol. Hay dos alelos, uno de acción rápida y otro lento.
Destruir al etanol rápidamente disminuye sus efectos tóxicos.Destruir al etanol rápidamente disminuye sus efectos tóxicos.
Entonces ¿Qué pasaría si se cultivan, digamos moscas drosofilas, alimentándolasEntonces ¿Qué pasaría si se cultivan, digamos moscas drosofilas, alimentándolas
en presencia o ausencia de Etanol?en presencia o ausencia de Etanol?
Hipótesis. Si cultivamos drosofilas en presencia de alcohol entonces las moscasHipótesis. Si cultivamos drosofilas en presencia de alcohol entonces las moscas
con el gen alelo de lacon el gen alelo de la ADHADH lento se harán menos frecuentes con el paso de laslento se harán menos frecuentes con el paso de las
generaciones pues es ventajoso eliminar el tóxico con rapidez.generaciones pues es ventajoso eliminar el tóxico con rapidez.
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5. Puesta a prueba de la hipótesisPuesta a prueba de la hipótesis
Cavener & Clegg(1981)Cavener & Clegg(1981) Multigenic response to ethanol inMultigenic response to ethanol in Drosophila Melanogaster.Drosophila Melanogaster. EvolutionEvolution 35 1-1035 1-10
Cada 5 generaciones se determinó laCada 5 generaciones se determinó la
frecuencia relativa del gen alelo lentofrecuencia relativa del gen alelo lento
AdhAdhss
..
Nótese la
disminución
del alelo lento
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La Selección Natural es adaptativaLa Selección Natural es adaptativa
termina mejorando la adecuación de latermina mejorando la adecuación de la
especie a su medioespecie a su medio
Cavener & Clegg criaronCavener & Clegg criaron por 57por 57
generaciones, poblaciones duplicadas degeneraciones, poblaciones duplicadas de
drosofilas: 2 experimentales y 2 controlesdrosofilas: 2 experimentales y 2 controles
negativo.negativo. Las poblaciones experimentalesLas poblaciones experimentales
fueron alimentadas con una dietafueron alimentadas con una dieta
conteniendo 10% de etanol y lasconteniendo 10% de etanol y las
poblaciones control sin él.poblaciones control sin él.

6. Selección Contra el alelo recesivoSelección Contra el alelo recesivo
Cavener & Clegg(1981)Cavener & Clegg(1981) Multigenic response to ethanol inMultigenic response to ethanol in Drosophila Melanogaster.Drosophila Melanogaster. EvolutionEvolution 35 1-1035 1-10M en C Rafael Govea Villaseñor
Imaginemos una población cuyos genes alelos existen a la mismaImaginemos una población cuyos genes alelos existen a la misma
frecuencia,frecuencia, pp = 0.5 y= 0.5 y qq = 0.5.= 0.5.
Por la ley de Hardy-Weinberg sabemos que la siguiente generación estaráPor la ley de Hardy-Weinberg sabemos que la siguiente generación estará
formada por 3 genotipos en proporciones 1:2:1 como lo obtenemos con elformada por 3 genotipos en proporciones 1:2:1 como lo obtenemos con el
rombo de Punnet.rombo de Punnet.
p = 0.5p = 0.5
++
q = 0.5q = 0.5
1.01.0
50% de los gametos50% de los gametos
tienen el alelotienen el alelo AA
50% de los gametos50% de los gametos
tienen el alelotienen el alelo aa
AA
aa
AA
aa
0.50.5 0.50.5
0.50.5 0.50.5
0.250.25
0.250.250.250.25
0.250.25
AAaa AAaa
AAAA
aaaa

7. Selección contra el alelo recesivo, 2Selección contra el alelo recesivo, 2
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Si hay selección en contra del alelo recesivoSi hay selección en contra del alelo recesivo aa, de modo que sólo el 30% de, de modo que sólo el 30% de
loslos homocigotos recesivoshomocigotos recesivos aaaa sobreviven y el 80% de los heterocigotossobreviven y el 80% de los heterocigotos AAaa
SelecciónSelección despuésdespuésantesantes
AAAA = 100%= 100%250250 250250
aaaa = 30 %= 30 %250250 075075
AAaa = 80 %= 80 %500500 400400
Imaginemos 1000Imaginemos 1000
descendientes antes dedescendientes antes de
la selecciónla selección
Después de la selección solamenteDespués de la selección solamente
sobreviven 75 homocigotossobreviven 75 homocigotos
recesivos y 400 heterocigotos.recesivos y 400 heterocigotos.
Contemos los genes alelosContemos los genes alelos
después de la selección.después de la selección.
Nótese como cambian losNótese como cambian los
valores devalores de pp yy qq..
Aumentando la Fr del aleloAumentando la Fr del alelo
AA y disminuyendo la dely disminuyendo la del
aleloalelo aa recesivo.recesivo.
400400 AA
900900 AA
500500 AA
++
150150 aa
550 a550 a
400400 aa
++
p = 900p = 900/1450 =/1450 = 0.620.62
q = 550q = 550/1450 =/1450 = 0.380.38

8. ¿Hay distintos Tipos de Selección?¿Hay distintos Tipos de Selección?
Hay muchos tipos, por diversos criterios, pero no losHay muchos tipos, por diversos criterios, pero no los
comentaremos, excepto Selección...comentaremos, excepto Selección...
DireccionalDireccional EstabilizadoraEstabilizadora DisruptivaDisruptiva
antesantes
despuésdespués
Presión dePresión de
selecciónselección
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9. ¿Cuál es el efecto de los Tipos de Selección?¿Cuál es el efecto de los Tipos de Selección?
DireccionalDireccional
EstabilizadoraEstabilizadora
DisruptivaDisruptiva
ReducenReducen
lala
variaciónvariación
No cambia laNo cambia la
media, peromedia, pero
aumenta laaumenta la
variaciónvariación
Por elPor el
resultado deresultado de
la selecciónla selección
en el deveniren el devenir
de lade la
especie.especie.
Modifica la
especie
Forma
especies hijas
Mantiene la
especie sin
cambio
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10. ¿Qué es la Deriva génetica?¿Qué es la Deriva génetica?
Es el principal mecanismo evolutivo no adaptativo.Es el principal mecanismo evolutivo no adaptativo. OcurreOcurre
como resultado de desviaciones aleatorias durante la existencia ycomo resultado de desviaciones aleatorias durante la existencia y
reproducción de poblaciones pequeñas.reproducción de poblaciones pequeñas. Así pues, la poza génicaAsí pues, la poza génica
cambia sin relación a la eficacia de los rasgos y el medio.cambia sin relación a la eficacia de los rasgos y el medio.
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11. Deriva Genética, un ejemploDeriva Genética, un ejemplo
p =0.5p =0.5
q =0.5q =0.5
SegúnSegún
Hardy-Hardy-
WeinbergWeinberg
Pero, si sóloPero, si sólo
se forman 5se forman 5
Cigotos:Cigotos:
AAaa aaaa AAaa aaaa AAaa
p =0.3p =0.3 q = 0.7q = 0.7
50% de los50% de los
gametos poseengametos poseen
el aleloel alelo AA
50% de los50% de los
gametos poseengametos poseen
el aleloel alelo aa
p = 0.5p = 0.5
q = 0.5q = 0.5
++
11
0.250.25
0.250.250.250.25
0.250.250.50.5 0.50.5
0.50.5 0.50.5
AAaa AAaa
AAAA
aaaa
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GeneraciónGeneración
11
GeneraciónGeneración
22

12. ¿Cómo se distribuye la probabilidad de obtener¿Cómo se distribuye la probabilidad de obtener
cada valor de q?cada valor de q?
SíSí qq originalmente = 0.6originalmente = 0.6 Pero, sólo hay 10 cigotosPero, sólo hay 10 cigotos
PPq<0.6q<0.6 = 40.5%= 40.5%
PPq = 0.6q = 0.6 = 18%= 18%
PPq>0.6q>0.6 = 40.5%= 40.5%
HabiendoHabiendo
pocos cigotospocos cigotos
es máses más
probable queprobable que
lala qq de losde los
mismos seamismos sea
distinta a ladistinta a la qq
original.original.
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13. Si el Tamaño Poblacional es pequeño...Si el Tamaño Poblacional es pequeño...
Lo más factible es tener un solo alelo que dos.Lo más factible es tener un solo alelo que dos.
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Ya que la deriva génica oscila azarosamente.Ya que la deriva génica oscila azarosamente.

14. ¿Cuál es el efecto de la Deriva¿Cuál es el efecto de la Deriva
Genética?Genética?
La Fijación de alelos al azarLa Fijación de alelos al azar
Disminución de la HeterozigocidadDisminución de la Heterozigocidad
yy
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15. Una aclaración:Una aclaración:
Es una importante fuerza evolutiva, peroEs una importante fuerza evolutiva, pero
No es un mecanismo adaptativoNo es un mecanismo adaptativo
La Deriva GenéticaLa Deriva Genética
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16. ConsanguinidadConsanguinidad
La consanguinidadLa consanguinidad
es el resultado dees el resultado de
cruzas No-cruzas No-
azarosas,azarosas,
restringidas entrerestringidas entre
parientes.parientes.
Los familiaresLos familiares
comparten unacomparten una
gran cantidad degran cantidad de
genes alelos segúngenes alelos según
su cercanía.su cercanía.
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17. Cruza No-aleatoria, Depresión ConsanguíneaCruza No-aleatoria, Depresión Consanguínea
Tasa deTasa de
mortalidadmortalidad
idénticasidénticas
Bittles & Neel (1994)Bittles & Neel (1994)
M en C Rafael Govea Villaseñor
Los hijos deLos hijos de
las parejaslas parejas
de primosde primos
hermanoshermanos
tienen unatienen una
Tasa deTasa de
mortalidadmortalidad
mayormayor

18. Cruza No-aleatoria, Depresión ConsanguíneaCruza No-aleatoria, Depresión Consanguínea
fecundación cruzadafecundación cruzada
autofecundaciónautofecundación
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Poder auto-reproducirsePoder auto-reproducirse
resulta ventajoso si no seresulta ventajoso si no se
encuentra pareja, peroencuentra pareja, pero
produce depresión porproduce depresión por
consanguinidad.consanguinidad. NóteseNótese
la menor cantidad dela menor cantidad de
flores producidas cuandoflores producidas cuando
hay autofecundaciónhay autofecundación
LobeliaLobelia
cardinaliscardinalis

19. Cruza No-aleatoria, Depresión ConsanguíneaCruza No-aleatoria, Depresión Consanguínea
Cruzarse entre parientesCruzarse entre parientes
aumenta la formación deaumenta la formación de
genotipos homocigotosgenotipos homocigotos
recesivos de efectorecesivos de efecto
negativo. Así por ejemplo,negativo. Así por ejemplo,
# de huevos no# de huevos no
eclosionados es mayoreclosionados es mayor
conforme el parentesco esconforme el parentesco es
más cercano.más cercano.
VanNoordwijk&Scharloo(1981)VanNoordwijk&Scharloo(1981)
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20. ¿Qué es la Migración?¿Qué es la Migración?
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La Migración es el proceso
que consiste en
desplazamientos de
poblacionespoblaciones de manera
que se fusionan y fisionan.
A nivel de la poza génica
equivale a la entrada y
salida de genes.
Con frecuencia la
migración mantiene la
integridad de la poza
génica y por tanto de la
especie

21. ¿Qué es la Selección Sexual?¿Qué es la Selección Sexual?
Es un caso especial de laEs un caso especial de la
selección natural en la cualselección natural en la cual
los organismos que selos organismos que se
reproducen sexualmentereproducen sexualmente
siguen criteriossiguen criterios
aparentemente arbitrariosaparentemente arbitrarios
para elegir pareja y lograrpara elegir pareja y lograr
reproducirse.reproducirse.
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El colibríEl colibrí Loddigesia mirabilisLoddigesia mirabilis
macho es seleccionado por lasmacho es seleccionado por las
hembras de su especie conhembras de su especie con
mayor frecuencia mientras másmayor frecuencia mientras más
grandes sean sus plumas de lagrandes sean sus plumas de la
cola, aunque le hagan a sucola, aunque le hagan a su
portador el vuelo más difícil.*portador el vuelo más difícil.*
* Segami, JC (2017-8-29)* Segami, JC (2017-8-29) Selección SexualSelección Sexual enen Science Bites https://sciencebitesperu.weebly.com/science-bites/seleccion-Science Bites https://sciencebitesperu.weebly.com/science-bites/seleccion-
sexualsexual

22. Tipos de Selección SexualTipos de Selección Sexual
Selección intrasexualSelección intrasexual ((intraintra- = dentro)- = dentro)
es la competencia entre organismos deles la competencia entre organismos del
mismo sexo. Se da cuando los machosmismo sexo. Se da cuando los machos
controlan a los recursos requeridos por lascontrolan a los recursos requeridos por las
hembras e incluso, a ellas mismas.hembras e incluso, a ellas mismas.
Selección intersexualSelección intersexual ((interinter- = entre) es- = entre) es
cuando un sexo elije al otro por un rasgo ocuando un sexo elije al otro por un rasgo o
conducta que lo hace atractivo. Se daconducta que lo hace atractivo. Se da
cuando los machos no pueden controlar a lascuando los machos no pueden controlar a las
hembras o los recursos vitales.hembras o los recursos vitales.
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23. ¿Qué es la Especiación?¿Qué es la Especiación?
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De este hecho deriva elDe este hecho deriva el
carácter ramificado de lacarácter ramificado de la
EvoluciónEvolución
Es el proceso evolutivoEs el proceso evolutivo
fundamental consiste enfundamental consiste en
originar nuevas especies.originar nuevas especies.
Por lo general es elPor lo general es el
resultado de la divergenciaresultado de la divergencia
de sendas poblaciones de lade sendas poblaciones de la
especie ancestral dirigidaespecie ancestral dirigida
por un conjunto distinto depor un conjunto distinto de
presiones de selecciónpresiones de selección
ambiental.ambiental.

24. ¿Qué es la Extinción?¿Qué es la Extinción?
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Es el proceso evolutivo consistente en la desaparición de todosEs el proceso evolutivo consistente en la desaparición de todos
los organismos de una especielos organismos de una especie
La longevidad de laLa longevidad de la
especies se extiendeespecies se extiende
desde Ka a variasdesde Ka a varias
decenas de Ma. Ladecenas de Ma. La
mayoría de las especiesmayoría de las especies
persisten 1 Ma.persisten 1 Ma.
Los factores queLos factores que
inducen la extincióninducen la extinción
difieren en momentosdifieren en momentos
normales y casos denormales y casos de
crisis ambientales.crisis ambientales.

25. ¿Qué provocan las crisis ambientales?¿Qué provocan las crisis ambientales?
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Extinciones Masivas de mayor o menor relevancia, la 5 principales:Extinciones Masivas de mayor o menor relevancia, la 5 principales:

26. ¿Qué es la Simbiogénesis?¿Qué es la Simbiogénesis?
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El proceso que fusiona linajes evolutivos mediante la coevolución deEl proceso que fusiona linajes evolutivos mediante la coevolución de
simbiontes que logran una integración funcional al nivel de sus genomas.simbiontes que logran una integración funcional al nivel de sus genomas.
Es un fenómenoEs un fenómeno
relativamente raro, perorelativamente raro, pero
de enormesde enormes
consecuencias evolutivas.consecuencias evolutivas.
La célula eucariota y porLa célula eucariota y por
tanto, todo el Dominiotanto, todo el Dominio
EukaryaEukarya procede de laprocede de la
simbiogénesis de sendossimbiogénesis de sendos
ancestros deancestros de ArchaeaArchaea yy
BacteriaBacteria
McInerney, J., O'Connell, MMcInerney, J., O'Connell, M. Mind the gaps in cellular evolution.. Mind the gaps in cellular evolution. NatureNature 541, 297–299541, 297–299
(2017). https://doi.org/10.1038/nature21113(2017). https://doi.org/10.1038/nature21113

27. ¿Hay otros ejemplos de Simbiogénesis?¿Hay otros ejemplos de Simbiogénesis?
M en C Rafael Govea Villaseñor
Si. Los linajes de organismosSi. Los linajes de organismos
eucarióticos fotosintéticoseucarióticos fotosintéticos
derivan de una simbiogénesisderivan de una simbiogénesis
entre una cianobacteria y unentre una cianobacteria y un
eucariota bien evolucionadaeucariota bien evolucionada
Varios eventos de fusiónVarios eventos de fusión
celular (1°, 2° y 3°) dieroncelular (1°, 2° y 3°) dieron
origen a los diversos linajesorigen a los diversos linajes
de algas y las plantas verdes.de algas y las plantas verdes.
Douglas SE et al 2001 The highly reduced genome of an
enslaved algal nucleus Nature April 410(6832)1091-6

28. ¿Hay otros ejemplos de Simbiogénesis?¿Hay otros ejemplos de Simbiogénesis?
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Recién conocemos muchosRecién conocemos muchos
ejemplos de simbiogénesis enejemplos de simbiogénesis en
estado de mosaico funcionalestado de mosaico funcional
Peretó J 2014 Simbiogénesis y bricolaje metabólico
SEBBM junio. Visitado el 2020-10-07
Por ejemplo el metabolismoPor ejemplo el metabolismo
conservador de Nitrógeno deconservador de Nitrógeno de
la cucaracha y su bacteriala cucaracha y su bacteria
endosimbionteendosimbionte
Blattabacterium cuenotiBlattabacterium cuenoti queque
recupera N del ácido úrico yrecupera N del ácido úrico y
excreta NHexcreta NH33

29. ¿Estudiar el hecho evolutivo es útil?¿Estudiar el hecho evolutivo es útil?
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Si, existen muchas aplicacionesSi, existen muchas aplicaciones
Gracias a las herramientas para construir árboles filogenéticos se puede seguir laGracias a las herramientas para construir árboles filogenéticos se puede seguir la
evolución de las variantes del Virus SARS-CoV-2 originadas por mutación, descubrirevolución de las variantes del Virus SARS-CoV-2 originadas por mutación, descubrir
el origen, seguir su dispersión y eventual riesgo.el origen, seguir su dispersión y eventual riesgo.
Villatoro FR 2020Villatoro FR 2020 Las mutaciones del coronavirus SARS-CoV-2Las mutaciones del coronavirus SARS-CoV-2 La ciencia de la Mula FrancisLa ciencia de la Mula Francis 7 de marzo7 de marzo
Visitado el 2020-10-07Visitado el 2020-10-07

30. Otra aplicación de la Teoría EvolutivaOtra aplicación de la Teoría Evolutiva
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La cancerización esLa cancerización es
la evolución de unala evolución de una
célula que secélula que se
reproduce sinreproduce sin
obedecer losobedecer los
mecanismos demecanismos de
control del cuerpo.control del cuerpo.
Las generaciones deLas generaciones de
células soncélulas son
seleccionadas paraseleccionadas para
una reproducciónuna reproducción
más rápidamás rápida
El ciclo Mutaciones Mitosis Selección según el microambiente→ →El ciclo Mutaciones Mitosis Selección según el microambiente→ →
va conformando varios linajes con distintas mutaciones, juegos deva conformando varios linajes con distintas mutaciones, juegos de
genes activos y capacidades metabólicas varias. Por tanto más ogenes activos y capacidades metabólicas varias. Por tanto más o
menos virulentos y sensibles o resistentes a las terapias disponibles.menos virulentos y sensibles o resistentes a las terapias disponibles.
Haurin S 2020Haurin S 2020 The evolution of a tumorThe evolution of a tumor Duke Research BlogDuke Research Blog January 23 Visitado el 2020-01-07January 23 Visitado el 2020-01-07

31. Implicaciones sobre el FuturoImplicaciones sobre el Futuro
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