EVO Tema 9.- Seleccio y adaptacion (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Evolución
Profesor M.S.
Año del apunte 2015
Páginas 4
Fecha de subida 23/03/2015
Descargas 33
Subido por

Descripción

FECHA: 18-03-2015 11:00 - 12:00 H GENÉTICA (MAURO SANTOS):
BIBLIOGRAFÍA: BARTON, N. H. ET AL. 2007. CAPÍTULO 17 FUTUYMA, D. J. 1998. CAPÍTULO 12
Teorema Fundamental de la selección natural. Concepto de paisaje adaptativo. Mantenimiento de la variación genética. Selección y ligamiento. Niveles de selección.

Vista previa del texto

EVOLUCION arokargomez 3r Biologia UAB Tema 9.- Selección y adaptación FECHA: 18-03-2015 11:00 - 12:00 H GENÉTICA (MAURO SANTOS): BIBLIOGRAFÍA: BARTON, N. H. ET AL. 2007. CAPÍTULO 17 FUTUYMA, D. J. 1998. CAPÍTULO 12 Teorema Fundamental de la selección natural. Concepto de paisaje adaptativo.
Mantenimiento de la variación genética. Selección y ligamiento. Niveles de selección.
Thomas Malthus Hizo en ensayo de principios de la poblacion en 1798, que decia que tarde o temprano habria una escasez de recursos que limitaria el potencial de la poblacion. Por ejemplo: Un par de cucarachas podrian producir 164000 millones en tan solo 7 meses. Aunque haya fluctuaciones, en periodos temporales suficientemente largos se observa que el numero de individuos se observan mas o menos estables (el aumento exponencial de la poblacion no se observa), es como si las poblaicones estuvieran en su capacidad maxima de soporte de individuos.
Cuando los recursos son suficientemente abundantes (al principio) las poblaciones crecen exponencialmente, hasta que llegan a su capacidad maxima de carga. A partir de estas observaciones se puede deducir que la competencia sea un mecanismo que impida ese crecimiento exponencial, lo que querria decir que muchos posibles descendientes no van a sobrevivir.
Despues de la primera y la segunda observacion (crecimiento exponencial y crecimiento zero, respectivamente), se da la primera deduccion: la competicion. Darwin entendia como recursos limitados los alimentos, por tanto definicio la competicion como un factor importante a la hora de limitar las poblaicones.
La tercera observacion es que hay variacion: algunas de las variantes se heredan. Darwin era consciente de que la reproduccion sexual producia nuevas combinaciones, y por tanto la reproduccion es variable y se transmite a la descendencia.
En el siglo 20 surgio el neo-darwinismo, que unian los postulados de Darwin, Mendel, Walace.
La siguiente deduccion que hizo Darwin fue que si las poblaciones pueden crecer exponencialmente pero no lo hacen significa que muchos individuos mueren en cada generacion, por tanto hay mucha descendencia que muere.
El dedujo que las muertes que se dan en cada generacion no son aleatorias respecto a la variacion, ya que habra una lucha por la supervivencia entre los miembros de la poblaicon, de forma que los supervivientes no sean aleatorios sino que seran los que mejor puedan reproducirse.
Por tanto, penso que la seleccion natural es un mecanismo que puede explicar como las poblaciones van cambiando y se van adaptando a su ambiente. Los alelos para las diferentes variantes cambiaran de forma que los que favorezcan una mayor adaptacion en los individuos seran los que vayan aumentando su frecuencia en la poblaicon.
EVOLUCION arokargomez 3r Biologia UAB Tanto Darwin como Walace vieron un mecanismo que podria explicar las adaptaciones de las poblaciones al ambiente si se le daba el suficiente tiempo como para que ocurra. Darwin decía que el proceso ocurre de forma gradual, de forma que la diferencia que hay entre las formas de las especies es algo que esta ocurriendo continuamente pero que solo cambia la escala de tiempo (cuanto mayor escala de tiempo, mayor sera al diferencia). Distinguimos tres tipos de seleccion natural:     Seleccion direccional: favorece un extremo de la poblacion, ya sea a la izquierda o a la derecha. Ejemplos: el cuello de las girafas, resistencia a los antibioticos de las bacterias, el color de las polillas, etc. Normalmente tienen que ver con camuflaje o con caracteres sexuales. Disminuye la variacion del caracter y lo desplaza hacia un lado o a otro.
Seleccion disruptiva: favorece ambos extremos. Puede causar divergencia entre especies. Ejemplos: ocurre con el tamaño y la forma del pico de los pajaros. Aumenta la variancia del caracter despues de la seleccion.
Seleccion estabilizadora: favorece los individuos proximos a la media de la poblacion.
ejemplos: tamaño craneal de los bebes, tamaño de nido de los pajaros, tamaño de la cola de los pajaros. Disminuye la variacion.
Seleccion sexual: cuando hay deleccion de pareja. Es un tipo de seleccion natural que no trataremos.
La temperatura critica maxima es la temperatura maxima que un organismo puede soportar. Se esta intentando analizar si este valor tiene variacion genetica y si se transmite a la descendencia.
Se quiere saber cual es el potencial evolutivo de las poblaciones al cambio ambiental.
EVOLUCION arokargomez 3r Biologia UAB Fitness landscapes Fitness landscapes (paisaje adaptativo): nos permite idealizar como puede ocurrir la seleccion natural. Que hace la seleccion en un paisaje adaptativo determinado? Es un concepto que permite visualizar de forma simple como las poblaciones se adaptan al ambiente. Lo postulo Sewall Wright en el 1939.
En genetica de poblaciones se modela la seleccion natural. En el caso mas simple tendremos un locus con dos alelos con frecuencias alelicas p y q. Tendremos tres posibles genotipos AA, Aa y aa; y tendremos unas frecuencias genotipicas que suponemos que estaran en equilibrio H-W.
La probabilidad de supervivencia dependera del genotipo de los individuos. Los valores se hacen relativos al maximo. La fitness media de la poblacion sera: 𝑤 ̅ = 𝑤𝐴𝐴 𝑝2 + 𝑤𝐴𝑎 2𝑝(1 − 𝑝) + 𝑤𝑎𝑎 (1 − 𝑝)2 Si las probabilidades de supervivencia no son iguales para todos los genotipos, la fitness promedio sera inferior. La fitness promedio cuantifica la adaptacion (capacidad) dadas las frecuencias alelicas p y q dadas las frecuencias alelicas de ese momento. En relacion al mejor fenotipo, cual es la eficacia promedio de la poblaicon estudiada.
Ejemplo de un paisaje adaptativo: Si los valores de fitness varian, puede darse que la fitness (en este caso concreto) es maxima cuando p=0 (todos los individuos son aa).
Este paisaje adaptativo dice que hay dos puntos de atraccion que son estables si no hay mutacion. Si una bola esta en el area de atraccion de esta zona se movera hacia donde estan los maximos (la seleccion natural siempre maximiza la fitness promedio). Si tenemos un punto determinado, las frecuencias alelicas se moveran hacia el tipo de atraccion mas cercano (que en el grafico se representa como un maximo).
Las frecuencias alelicas iran cambiando a medida que la poblacion se vaya acercando a su zona de atraccion.
La segunda observacion es que la adaptacion no garantiza que necesariamente lleguemos al pico mas alto. El maximo para cuando p=0 es mas alto que el pico para cuando q=0. Es decir, se movera hacia un pico pero ese pico no tiene porque ser el mas alto.
Ejemplo: En la mayoria de casos se da que hay un unico pico. En el grafico 3D se observa el espacio genotipico. Si el paisaje adaptativo solo muestra un pico significa que la seleccion natural tendera a llevar a las poblaciones a la altura de este pico. Es un paisaje adaptativo mas simple.
Otro ejemplo de paisaje adaptativo simple es el de Kimura: la variacion genetica es neutra respecto a la eficacia biologica. Su paisaje adaptativo es completamente plano, porque la eficacia biologica es la misma para cualquier genotipo. El espacio genotipico podria ir de un espacio a otro sin perder eficacia biologica.
EVOLUCION arokargomez 3r Biologia UAB Los paisajes adaptativos realmente llegan a ser mucho mas complejos. Si partimos de la base teorica de que la fitness promedio siempre va a aumentar, esto significa que la seleccion natural llevara a un pico. A que pico lleve dependera de por donde se empiece, es decir para en un optimo local, aunque no sea el optimo global.
Si estamos en un optimo local como vamos al optimo global si necesariamente hay que travesar un valle adaptativo? El paisaje adaptativo intenta visualizar como ocurre la seleccion natural, sabiendo que la fitness promedio es la que se maximiza.
Espacios genotipicos conectado al paisaje adaptativo: en realidad la seleccion natural recorre un espacio genotipico con la restriccion de que cualquier genotipo conectado para ir de uno a otro no puede disminuir la adaptacion.
Convergencias evolutivas Cuando observamos patrones a nivel macroevolutivo una de las obervaciones mas claras es la cantidad de evolucion convergente que observamos. Si unas poblaciones estan enfrentadas a unas determinadas condiciones ambientales, las soluciones que se inventan a veces convergen (especies distintas aisladas responden de una forma similar a un problema ambiental comun).
La convergencia evolutiva es una de las observaciones que demuestra que a veces hay pocos caminos para resolver un determinado problema ambiental.
por otro lado, a veces hay poblaciones divergentes. poblaciones separadas con condiciones distintas evolucionan de forma distinta. Esto se observa con las clinas (con un gradiente latitudinal de temperatura, las poblaicones evolucionan en funcion de ese caracter). Por ejemplo, los individuos ectodermos que viven en latitudes mas altos son mas grandes que los que viven en latitudes mas bajas. A veces, si estas condiciones son permanentes y no hay flujo genetico, se podra llegar a obtener especies distitnas.
Radiaciones adaptativas: a veces hay especies que llegan a una nueva area donde no hay competidores, y se encuentran un espacio completamente abierto por explorar. La seleccion esta mas o menos relajada y se podran diversificar por todo el territorio. Ejemplo: Hawaii alberga el 25% de todas las drosophilas del mundo.
Resumen: La idea de la convergencia es que dadas unas condiciones determinadas, la solucion posible es solo una y por tanto las especies convergen en esta unica solucion.
Cuando tenemos divergencia la seleccion lleva a las poblaciones a dos picos diferentes.
La ventaja que confiere el paisaje adaptativa es que nos permite visualizar facilmente como actua la seleccion natural. La genetica de poblaciones basicamente expone en numeros las observaciones y deducciones de Dawin.
...