Unidad I: 2.3 y 2.5 - Evidencias evolutivas EMBIOLóGICAS y MOleculares Biología Evolutiva Unidad I: 2.3 y 2.5 - Evidencias evolutivas EMBIOLóGICAS y MOleculares

Desarrollo embrionario: Teoría de recapitulación Ontogenia = desarrollo de un organismo “La ontogenia es una breve y rápida recapitulación de la filogenia” (Haeckel, 1866) A: Perro B: Murciélago C: Conejo D: Hombre A B C D

Larvas de crustáceos: otro ejemplo = = Camarón Balano

Relación actual entre ontogenia - filogenia Si una estructura antecede a otra estructura en términos evolutivos aparece antes que la otra en el desarrollo embrionario. El cerebro humano se desarrolla mas tarde en relación a los otros primates Especies evolutivamente emparentadas comparten los estadios tempranos del desarrollo embrionario y difieren en los más tardíos La columna vertebral aparece en todos los embriones de vertebrados de forma muy temprana

Relación actual entre ontogenia y filogenia Si una estructura desaparece en una secuencia evolutiva Otra estructura aparece durante el estado embrionario y desaparece o es modificada en un estado embrionario más tardío Ejemplos: Patas y pelos en las ballenas Cola en humanos retrocede para formar el coxis

Código genético: secuencia de bases del ADN Adenina con Timina Citosina con Guanina

Código genético

Características del código genético Universal (Salvo excepciones es único para todas las especies) Degenerado (Varios codones transcriben para un AA) Código genético No solapado No puntuado (Lectura continua) No ambiguo (Un codón únicamente transcribe para un AA)

No solapamiento del código genético

Estructuras de las proteínas

ARNr micro-subunitario ARN mensajero Tres tipos de ARN ARN transferencia ARN ribosomal (Parte de la estructura de los ribosomas. Las bacterias a menudo usan el 90% de su energía para sintetizar nuevas proteínas y requieren de gran número de ribosomas. El ARNr en bacterias es cerca del 80% del total del ARN) Se usan extensivamente para comparar organismos vivos, tan diversos como bacterias, hongos y humanos. Los genes del ARN ribosomal están entre los más estables e inmutables genes conocidos

ARN r: Woese y su importante logro en 1977 Árbol basado en las secuencias de ARN r de la subunidad S16 Bacteria Archaea Eucarya Monera Fungi Protista Plantae Animalia

los genomas son la memoria de la evolución Relojes moleculares los genomas son la memoria de la evolución Dalí: persistencia de la memoria

Relojes moleculares: contexto histórico Hace muy poco tiempo que empezamos a conocer en profundidad el grado de variabilidad de las poblaciones naturales • Las primeras secuencias de proteínas Fines de la década de 1950 • Las primeras secuencias de ADN Fines de la década de 1970

Relojes moleculares Los cambios se acumulan a la misma tasa en todos los linajes evolutivos. Zuckerkandl y Pauling 1965 Divergencia Tiempo La divergencia de secuencias de proteínas sea proporcional al tiempo aproximado de divergencia entre especies.

Reloj molecular: distancia evolutiva Peces – humanos = 440 Ma Aves – humanos = aprox. 270 Ma

Reloj molecular: -globinas Nº estimado de sustituciones en la  globina entre pares de vertebrados Cada punto es una distancia pareada

Reloj molecular en virus Tasa muy uniforme

Reloj molecular Cada gen tiene una tasa característica Porcentaje cambios aminoacídicos Relación entre función y variabilidad

Relojes moleculares dentro de una proteína Cada región tiene una tasa característica

Desviaciones del reloj molecular Humanos tienen tasas más bajas que otros primates Roedores tienen tasas más altas que primates Eficiencias diferentes en el sistema de reparación Variaciones entre linajes se pueden deber a: El efecto del tiempo generacional Selección positiva sobre el cambio molecular

Grandes patrones de evolución molecular Los pseudogenes, intrones, y regiones no codificantes, evolucionan más rápido. Dentro de las regiones codificantes, los sitios no degenerados son los que presentan menores tasas de sustitución. Existe una relación inversa aparente entre tasa de evolución e importancia funcional.

Conclusiones sobre la teoría del reloj molecular La hipótesis del reloj molecular ha probado ser cierta en algunos casos, pero no en otros. • Definitivamente NO existe un reloj universal. • Los relojes locales, aún aproximados, son útiles.