Vite 1 ECOLOGÍA I ECOLOGÍA Y EVOLUCIÓN Repaso de evolución 2 Trimestre 12-O.

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1 Vite 1 ECOLOGÍA I ECOLOGÍA Y EVOLUCIÓN Repaso de evolución 2 Trimestre 12-O

2 Vite 2 Darwin no contaba con una adecuada teoría de la herencia, pero alguien más en el mundo, en ese momento, sí.

3 Vite 3 Gregor Johann Mendel (1822- 1884)

4 Vite 4 ¿Recuerdan sus experimentos con chícharos y sus resultados, conocidos como “las leyes de Mendel”?

5 Vite 5 Semillas amarillas Semillas verdes Semillas amarillas AAaa Aa Fenotipos XX Genotipos P F1F1 Semillas amarillas Semillas verdes aaAa AA F2F2

6 Vite 6 Semillas verdes Semillas amarillas Aaaa Aa X F1F1 P aa Retrocruza

7 Vite 7 ¿Recordaron también el tablero de Punnett? Pero en tiempos de Darwin, ya había evidencia de que su teoría funcionaba. ¿Recuerdan el caso del melanismo industrial?

8 Vite 8 Darwin's Missing Evidence: Changes in Moths Observed In his time certain species of moths were light in color. Today in many areas these species are largely dark. If he had noticed the change occurring, he would have observed evolution in action By H. B. D. Kettlewell | February 20, 2009 | 22 Henry Bernard Davis Kettlewell (1907- 1979)

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10 Vite 10 Aquí la evolución parece un simple cambio de color. ¿Pero hay alguna definición bajo la que se pueda considerar este caso como evolución? He aquí una.

11 Vite 11 Evolution. Evolution. The statistical transformation of populations. Wright (1942), citado por Dobzhansky, Ayala, Stebbins y Valentine (1977 Evolution, p. 8.

12 Vite 12 Esta definición es reduccionista. En contraste, hay otras, como la siguiente, que sólo se refieren a la dimensión transespecífica, o macro, del proceso.

13 Vite 13 Evolution. Evolution. Series of successive transformations, in particular those which living beings have undergone during geological times. Petit Larousse, citado por Dobzhansky, Ayala, Stebbins y Valentine (1977 Evolution, p.7.

14 Vite 14 La anterior definición poco tiene que hacer en este curso. La siguiente es una definición estándar, más cercana a la reduccionista, de más utilidad en ecología.

15 Vite 15 evolution evolution 1: Any gradual directional change; unfolding. 2: Any cumulative change in the characteristics of organisms or populations from generation to generation; descent or development with modification; evolve Lincoln et al. (1982) A Dictionary of Ecology, Evolution and Systematics.

16 Vite 16 Algo importante de la teoría de Darwin es que, a la vez que explica el cambio en poblaciones, especies y grupos superiores, explica la “adaptación”. ¿Pero qué es adaptación?

17 Vite 17 adaptation adaptation 1: The process of adjusting of an individual organism to environmental stress; adaptability. 2: Process of evolutionary modification which results in improved survival and reproductive efficiency. 3: Any morphological, physiological, developmental or behavioural character that enhances survival and reproductive success of an organism; adaption; adaptive. Lincoln et al. (1982) A Dictionary of Ecology, Evolution and Systematics.

18 Vite 18 Pero hay otro concepto relacionado, la aptitud o fitness, de la cual un autor que mencionaré más adelante, considera que hay unos cinco significados. Para los ecólogos este es un buen esquema de su significado.

19 Vite 19 CrecimientoSobrevivencia Reproducción Aptitud (Fitness) Relaciones entre los componentes mayores de la aptitud Cuidado paterno Componentes mayores del fitness afectados por la competencia Un componente menor por que puede considerarse parte de la reproducción y porque no se presenta en todos los organismos

20 Vite 20 ¿Pero qué es el fitness?

21 Vite 21 fitness fitness The relative competitive ability of a given genotype conferred by adaptive morphological, physiological or behavioural characters, expressed and usually quantified as the average number of surviving progeny of one genotype compared with the average number of surviving progeny of competing genotypes; a measure of the contribution of a given genotype to the subsequent generation relative to that of other genotypes. Lincoln et al. (1982) A Dictionary of Ecology, Evolution and Systematics.

22 Vite 22 Otro asunto importantes en evolución es responder a la siguiente pregunta. ¿A qué nivel opera la selección natural? Esto es, ¿cuál es la unidad de selección?

23 Vite 23 Posibles a unidades de selección 1.Individuos 2.Genotipos 3.Alelos 4.Poblaciones 5.Grupos familiares 6.Especies 7.Otros

24 Vite 24 He aquí el autor antes referido quien sostiene, a partir de su libro The Selfish Gene (El gene egoísta) que la unidad de selección es gene.

25 Vite 25 Richard Dawkins Richard Dawkins (1941- ).

26 Vite 26 En su libro, The Extended Phenotype (1982), Dawkins describe y analiza cinco conceptos de fitness en el capítulo titulado “An agony in five fits.”

27 Vite 27 El primer concepto de fitness, el de Darwin y Wallace, es el más simple. Los organismos con más aptitud o fitness son los más fuertes, los más ágiles, aquellos con los mejores músculos u otras estructuras.

28 Vite 28 El segundo concepto de fitness es el de la genética de poblaciones. Este es el que se ilustra fácilmente con el modelo “un locus-dos alelos.”

29 Vite 29 En dicho modelo, las cruzas son al azar y las frecuencias fenotípicas, genotípicas y alélicas dependen de las violaciones a la Ley de Hardy y Weinberg.

30 Vite 30 Evolución: “cambio en las frecuencias génicas de las poblaciones”. Este es el paradigma de la genética de poblaciones. Caso de la anemia falciforme, ejemplo de selección balanceadora, heterosis o vigor híbrido.

31 Vite 31 ¿Queda claro que se ilustra en la anterior gráfica? Por cierto, ¿recuerdan en qué consiste la Ley de Hardy y Weinberg?

32 Vite 32 A continuación volveré a dar la definición de fitness. Esta parece una mezcla entre el concepto de los gentistas de poblaciones y el de ecólogos y etólogos, que es tercer concepto de fitness analizado por Dawkins.

33 Vite 33 fitness fitness The relative competitive ability of a given genotype conferred by adaptive morphological, physiological or behavioural characters, expressed and usually quantified as the average number of surviving progeny of one genotype compared with the average number of surviving progeny of competing genotypes; a measure of the contribution of a given genotype to the subsequent generation relative to that of other genotypes. Lincoln et al. (1982) A Dictionary of Ecology, Evolution and Systematics.

34 Vite 34 Un problema con una definición como la anterior es que el fitness de un genotipo o individuo sólo se puede medir en retrospectiva (a toro pasado).

35 Vite 35 Y la ciencia es un poco pretenciosa, en el sentido de que trata de predecir o pronosticar resultados

36 Vite 36 Evolución fenotípica. Uno más de los enfoques requeridos para el análisis de la comportamiento animal desde el punto de vista ecológico y evolutivo. Modelo Halcón-Paloma de John Maynard Smith para investigar el combate ritualizado en los conflictos animales.

37 Vite 37 Si J es mutante raro e I es una ESS, w(I) > w(J) por definición. ESS Estrategia mutante

38 Vite 38 A continuación volveré a dar la definición de fitness. Esta parece una mezcla entre el concepto de los gentistas de poblaciones y el de ecólogos y etólogos, que es tercer concepto de fitness analizado por Dawkins.

39 Vite Genotipo 39 Fenotipo Fenotipo

40 Vite 40 Las abejas higiénicas detectan, destapan y eliminan larvas selladas en 5ª etapa, infectadas con la enfermedad american foulbrood o la enfermedad chalkbrood. Las abejas higiénicas son capaces de detectar las larvas enfermas antes de que alcancen la etapa infecciosa; de este modo, eliminan el patógeno y evitan la transmisión de la enfermedad por toda la colonia. Hygienic bees detect, uncap and remove a sealed, 5th instar larva that is infected with either American foulbrood or chalkbrood disease. Hygienic bees are able to detect that the larva is diseased before it reaches the infectious stage; in this way, hygienic bees eliminate the pathogen and avoid further disease transmission through the colony.//Hygienic bees; honey bees; honey bee larva; american foulbrood disease; chalkbrood disease; breeding for resistance http://www.northcentralsare.org/Media/Images/Outreach-Images/Ag- Innovations/03AGI2005/Photo-A Paenibacillus larvae

41 Vite 41 El experimento de W. C. Rothenbuhler

42 Vite 42 Hembra: reina Macho: zángano Progenie: obrera

43 Vite 43 Cepa no higiénica Cepa higiénica Cepa no higiénica HHhh Hh Fenotipos XX Genotipos P F1F1 Primer modelo a probar

44 Vite 44 Cepa higiénica Cepa no higiénica Hhhh Hh X F1F1 P hh Retrocruza Cepa no higiénica Cepa higiénica Cepa intermedia ?

45 Vite 45 Cepa no higiénica Cepa higiénica Cepa no higiénica HHhh Hh Fenotipos XX Genotipos P F1F1

46 Vite 46 Cepa no higiénica Cepa higiénica Cepa no higiénica AAT T aatt AaTt Fenotipos XX Genotipos P F1F1 Nuevo modelo a probar

47 Vite 47 AaTtaatt Aatt X F1F1 P aaTt Retrocruza AaTtaatt Cepa no higiénica Cepa higiénica Cepa intermedia Cepa no higiénica AaTt Cepa no higiénica Aatt Cepa intermedia aaTt Abren la celdilla, pero no tiran la larva enferma Cepa higiénica aatt Tirarían la larva pero las celdillas están cerradas Cepa intermedia

48 Vite 48 Esta presentación concluirá con un llamado a que reflexionen sobre el paradigma que emplean para explicarse el por qué de las cosas en el mundo biológico y, por qué no, hasta en el mundo social.

49 Vite 49 Supongo que nadie de Uds. emplea el término “creación” para referirse a las plantas y animales (y el mundo natural en genera) y explicarse su origen o la razón por la que las cosas son como son.

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51 Vite 51 Pero quizá muchos de Uds. si se refieren a “la naturaleza” como un todo en el las plantas y animales simplemente se relacionan entre sí y con otras entidades, como el medio abiótico. En este caso, no sería difícil que personalicen inconscientemente

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54 Vite 54 It may be said that natural selection is daily and hourly scrutinising, throughout the world, every variation, even the slightest; rejecting that which is bad, preserving and adding up all that is good; silently and insensibly working, whenever and wherever opportunity offers, at the improvement of each organic being in relation to its organic and inorganic conditions of life. We see nothing of these slow changes in progress, until the hand of time has marked the long lapse of ages, and then so imperfect is our view into long past geological ages, that we only see that the forms of life are now different from what they formerly were.

55 Vite 55 Se puede decir que la selección natural está diariamente, y a toda hora, escrutinando, por todo el mundo, cada variación, aún la más ligera; rechazando la que es mala, preservando y acumulando toda la que sea buena; trabajando silencios e incansablemente, dondequiera y cuandoquiera que la oportunidad se ofrece, para el mejoramiento de cada organismo en relación a sus condiciones de vida, orgánicas o inorgánicas. Nostros no vemos cómo se dan estos cambios sino hasta que la mano del tiempo ha dejado su huella en la larga duración de las eras, y tan imperfecta es nuestra visión dentro las largas eras geológicas, que sólo vemos formas de vida que ahora son diferentes a lo que primeramente fueron.