Ecología General Temas: Evolución y Poblaciones Ecología General 2012 Facultad de Agronomía

Ecología y Evolución La selección Natural: Teoría más aceptada. Errores más comunes: Selección Natural=Evolución La supervivencia del más apto.

Selección Natural y Evolución Evolución: Cambios temporales en la frecuencia génica. Mecanismos: Selección Natural Flujo génico Deriva meiótica Deriva génica “herencia de caracteres adquiridos” (Begon, Harper y Townsed, 1987)

La selección natural (y artificial) NO es la supervivencia del más apto, ni del más agresivo, ni del más fuerte. NO es la supervivencia, salvo en la selección de genes de resistencia a enfermedades letales. Es resultado del mecanismo de reproducción diferencial (ver Ley de Hardy-Veinberg en Genética) Ecología General 2010 Facultad de Agronomía

El concepto de eficacia biológica Definición: La capacidad de un individuo de perpetuar sus genes en el pool génico de su población. Depende del ambiente total del organismo (otros de su población incluídos) Varía a lo largo de los gradientes ambientales.

Condiciones de selección Qué tiene que ocurrir para que exista selección? Ambiente “favorable” dentro de ciertos límites. (que los individuos de la población se puedan reproducir efectivamente) Variabilidad fenotípica producto de variabilidad genética.

Figura 19.4. Tres tipos de selección. (a) Selección estabilizadora (c) Selección disruptiva (b) Selección direccional Ecología General 2010 Facultad de Agronomía

Unidad de selección En un ambiente dado, qué se selecciona? Individuos? -> Supervivencia infinita. Población -> A este nivel tenemos variabilidad. o especie? -> También hay variabilidad pero la ESPECIE está en muchos y diferentes ambientes.

Figura 19. 1. Plasticidad en la respuesta a condiciones ambientales Figura 19.1. Plasticidad en la respuesta a condiciones ambientales. La espiga de agua (Potamogeton) tiene hojas subacuáticas en forma de lanza, que responden bien a los movimientos de agua, y hoja anchas en forma de corazón que flotan en la superficie. Hojas sumergidas Hojas flotantes

Tamaño pobl. Abund. semillas Tamaño corporal Figura 19.5. Evidencia de selección direccional en el pinzón mediano del suelo de Darwin, Geospiza fortis. Año Tamaño poblacional Abundancia de semillas Tamaño corporal Ínice del tamaño corporal Abundancia de semillas (g/m2) 0,02 0,04 0,06 0,08 1,0 Tamaño pobl. Abund. semillas Tamaño corporal

Figura 19.6. Selección disruptiva en tres razas de la mariposa cola de golondrina africana, Papilio dardanus. Modelos no comestibles Hembras miméticas Macho no mimético Ecología General 2010 Facultad de Agronomía

Figura 19.7. Formas normales y melánicas de la mariposa polimórfica Biston betularia descansando en un árbol cubierto de líquenes.

Figura 19.8. Una población que se enfrenta a una catástrofe ambiental entra en un cuello de botella. Sólo sobrevive una pequeña muestra del acervo genético. Tiempo Tamaño poblacional Recuperación Colapso Cuello de botella Población insular o cautiva

Figura 19. 11. Tipos de especiación Figura 19.11. Tipos de especiación. (a) La especiación alopátrica o geográfica tiene lugar cuando dos poblaciones están aisladas una de la otra durante largos periodos de tiempo. (b) La especiación simpátrica tiene lugar en el centro de una población en un ambiente fragmentado. Población parental Las poblaciones se separan Se desarrola el polimorfismo Evolucionan los mecanismos de aislamiento reproductivo Barrera geográfica Si desaparece la barrera se forman híbridos Evolucionan las razas genéticas Aislamiento completo La especie nueva explota el nuevo hábitat Desaparece la barrera: las especies son simpétricas (a) Alopátrica (b) Simpátrica Ecología General 2010 Facultad de Agronomía

Figura 19A La ley de Hardy-Weinberg. Esperma 0,36 (p2) 0,24 (pq) 0,16 (q2) Óvulo 0,6 0,4 0,36 0,48 0,16

Actividad: discusión de dos textos Ecoevo: La Ecología y la Evolución (o la evolución de la Ecología): “Spain is different”

Las Poblaciones Definición: Conjunto de individuos de la misma especie con probabilidad (mayor que cero) de reproducirse. En cada generación los individuos de la población mezclan su material genético. El conjunto de genes de la población es el pool génico.

Existen límites entre poblaciones? Escala regional Barreras físicas: Océanos Desiertos Cadenas montañosas Escala local Barreras reproductivas Incompatibilidad física. Comportamiento.

Los conjuntos de individuos que no intercambian genes (se reproducen asexualmente) son poblaciones? Bacterias y cianofitas. Pulgas de agua. Corales. Gramíneas (macollaje) Manglares (estacas)

El concepto de eficacia biológica Definición: La capacidad de un individuo de perpetuar sus genes en el pool génico de su población. Depende del ambiente total del organismo (otros de su población incluídos) Varía a lo largo de los gradientes ambientales.

Características de las poblaciones Preguntas acerca de las poblaciones: Dónde están? Cuántos son? Disposición espacial de las poblaciones: Agrupadas Al Azar Uniforme o regular

Densidad Número o biomasa de individuos por unidad de ambiente. Ejemplos: Tréboles por m2 (g de trébol por m2) Ciervos por Km2. (Kg de ciervo/Km2). Pejerreyes por m3 (g de pejerrey/m3). Daphnias por ml. Scenedesmus sp/ml. Escherichia coli /ml.

Tamaño poblacional Es el número de individuos de una población en un momento dado. Se representa con la letra N. (N=XXX)

Muestreo de poblaciones Consideraciones estadísticas: Definiciones: Censo: Contaje o enumeración completa de los individuos de la población. Censo muestral: Contaje o enumeración completa de los individuos de la población en una muestra de un área menor a la de la población.

Figura 11. 4. La dificultad del muestreo Figura 11.4. La dificultad del muestreo. Cada área contiene una población de 16 individuos. Dividimos cada área en 4 unidades de muestreo y elegimos una aleatoriamente. Las estimaciones serán bastante diferentes, dependiendo de la unidad que hayamos seleccionado. Uniforme Aleatoria Agregada

Muestreo de Poblaciones Estimador: Valor que representa el parámetro que quiero conocer. Exactitud de una estimación: es una medida de cuán cerca se espera que nuestro cálculo se aproxime a la cantidad que está siendo estimada. Precisión: Es una medida de la variabilidad con que se puede esperar que estimemos una cantidad. Sesgo: Es la diferencia entre el valor estimado por un estimador y la cantidad estimada.

Selección del tipo de muestreo 1) Selección de la unidad de muestreo. 2) Selección del número de muestras. 3) Selección de la técnica de muestreo.

Técnicas de muestreo Con respecto a la disposición de las muestras: Al Azar: Las muestras se distribuyen según una ley aleatoria sobre todo el terreno. Sistemático: Las muestras se distribuyen regularmente en toda el área.

Técnicas de muestreo Con respecto al área de muestreo: Sin estratificar: toda el área de muestreo se considera única. Estratificado: Suponiendo que la población tiene diferente densidad en distintas zonas, se divide el área de muestreo en zonas más homogéneas.

Métodos de muestreo para poblaciones sésiles. Muestreos Areales: Método del marco: Cuadrado, círculo o rectángulo que se apoya en el terreno para contar los individuos (o cosechar la biomasa) de la población en estudio. Método de la transecta: Se cuentan los individuos a lo largo de un rectángulo con un lado muy pequeño y un lado muy grande.

Métodos no areales: Línea de intercepción: se anotan las intercepciones de los individuos (número o cobertura) sobre una transecta lineal de tamaño conocido. Línea de transecta: se anota la distancia de los individuos hasta una línea (también puede ser usado para móviles con otras fórmulas). Métodos del vecino más cercano: Punto al vecino más cercano Vecino más cercano Cuadrantes centrados

Ej: Métodos no areales

Métodos de contaje directo Mapeo territorial: Se hace un censo total de los territorios de los individuos, y se realiza un mapa. Censo total: Generalmente para animales o vegetales grandes y escasos (ciervos, Guanacos, Yacarés, etc.) Captura total o exterminación.

Métodos de captura y recaptura Método de Lincoln: Se captura una muestra de individuos, se los marca y se los devuelve a su ambiente. Luego se recapturan nuevamente y se anotan los marcados y no marcados. El tamaño poblacional se calcula por regla de tres simple. Método de la triple captura: 1) Captura y marcado 2) recaptura y marcado 3) nueva captura. Existen otros: Multiple marcado y recaptura; Máxima verosimilitud.

Métodos de captura con extracción Se basan en la reducción de la población a tasa constante. Luego se extrapola el tamaño poblacional por regresión lineal.