microevoluci n n.
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Microevolución. Capítulo 17. RECORDATORIO Prof. Adrianne G. Tossas Cavalliery. Oficina: B-096 Horas de oficina: L/W 4:00-4:40pm M/J 1:45-3:05pm Email: atossas@uprm.edu Webpage: academic.uprm.edu/~atossas. Reproducción Selectiva y Evolución.

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Presentation Transcript
microevoluci n

Microevolución

Capítulo 17

recordatorio prof adrianne g tossas cavalliery
RECORDATORIO Prof. Adrianne G. Tossas Cavalliery
  • Oficina: B-096
  • Horas de oficina:
    • L/W 4:00-4:40pm
    • M/J 1:45-3:05pm
  • Email: atossas@uprm.edu
  • Webpage: academic.uprm.edu/~atossas
reproducci n selectiva y evoluci n
Reproducción Selectiva y Evolución
  • Evolución es cambio genético en una línea de descendientes a través de generaciones sucesivas
  • Prácticas de reproducción selectiva aportan evidencia de existencia de cambios heredables
domesticaci n de perros
Domesticación de Perros
  • Comenzó hace 50,000 años
  • Hace 14,000 – selección artificial
    • Perros con rasgos deseables se cruzaban
  • Como resultado tenemos las razas modernas
resultados de selecci n artificial
Resultados de Selección Artificial
  • Extremos en tamaños
    • Gran Danés y Chihuahua
  • Extremos en formas
    • Dachshunds de patas cortas
    • Bulldog inglés
      • Hocico corto y cara comprimida
      • Rasgos extremos causan dificultad para respirar
teor as evolutivas
Teorías Evolutivas
  • Usadas ampliamente para interpretar el pasado y el presente, y hasta predecir el futuro
  • Revelan conecciones entre el record geológico, record fósil, y diversidad de organismos
teor as cient ficas tempranas
Teorías Científicas Tempranas
  • Hipócrates – se pueden determinar las causas que originan todos los aspectos de la naturaleza
    • Ej. “Enfermedad sagrada” (epilepsia)
  • Aristóteles – cada organismo es distinto de los demás, y la naturaleza es un continuo u organización
    • “Gran cadena de los seres vivos”
evidencia
Evidencia
  • Biogeografía
  • Anatomía comparativa
  • Descubrimientos geológicos
biogeograf a distribuci n mundial de organismos
Biogeografía- distribución mundial de organismos
  • Tamaño del mundo conocido se expandió enormemente en el s. 15
  • Descubrimiento de nuevos organismos en lugares desconocidos previamente no se podían explicar con conocimientos aceptados
    • ¿Cómo las especies llegaron desde el centro de la creación hasta todos estos lugares?
morfolog a comparativa
Morfología Comparativa
  • Estudio de similaridades y diferencias en forma corporal de principales grupos
  • Patrones desconcertantes:
    • Animales tan diferentes como ballenas y murciélagos tienen huesos similares en extremidades delanteras
    • Algunas partes parecen no tener función
animation
Animation

Comparative pelvic anatomy animation.

Click to view animation.

descubrimientos geol gicos
Descubrimientos Geológicos
  • Capas de rocas similares a través del mundo
  • Algunas capas contienen fósiles
  • Capas profundas contienen fósiles más simples que las capas superficiales
  • Algunos fósiles parecen estar relacionados con especies conocidas
siglo 19 nuevas teor as
Siglo 19 - Nuevas Teorías
  • Científicos intentaron unificar evidencia de cambio con creencias tradicionales de la creación
  • Dos ejemplos:
    • Georges Cuvier - múltiples catástrofes
    • Jean Lamarck – herencia de características adquiridas
teor a de la uniformidad
Teoría de la Uniformidad
  • 1831- Principios de Geología- George Lyell
  • Procesos sutiles, repetitivos de cambio han transformado la Tierra
  • Retaron la opinión de que la Tierra sólo tenía 6,000 años
viaje de darwin
Viaje de Darwin
  • Con 22 años, Charles Darwin comenzó un viaje de 5 años alrededor del mundo abordo del Beagle
  • En su rol como naturalista del barco, coleccionó y examinó las especies que habitaban en las regiones que visitaron
viaje del beagle
Viaje del Beagle

EQUATOR

Galapagos

Islands

Figure 17.4ePage 275

islas gal pagos

Darwin

Wolf

Pinta

Genovesa

Marchena

Santiago

Bartolomé

Seymour

Rabida

Baltra

Pinzon

Fernandia

Santa Cruz

Santa Fe

Tortuga

San Cristobal

Española

Floreana

Islas Galápagos

Islas volcánicas hacia afuera de las costas de Ecuador

Organismos habitantes descienden de especies que llegaron de los continentes

Isabela

Figure 17.4dPage 275

malthus lucha por supervivencia
Malthus – Lucha por Supervivencia
  • Thomas Malthus, clérigo y economista, escribió un ensayo que Darwin leyó al regresar a Inglaterra
  • Argumentaba que según aumenta el tamaño de una población, los recursos escasean, y aumentan la lucha por la vida y los conflictos
finches de gal pagos
Finches de Galápagos
  • Darwin observó finches con una variedad de estilos de vida y formas de cuerpo
  • A su regreso, supo que había 13 especies
  • Correlacionó las variaciones en sus rasgos con las características ambientales
animation1
Animation

Galapagos finches animation.

Click to view animation.

teor a de darwin
Teoría de Darwin

Una población cambia con el tiempo cuando individuos difieren en los rasgos heredables que son responsables de las diferencias en la habilidad de sobrevivir y reproducirse

alfred wallace
Alfred Wallace
  • Naturalista que llegó a las mismas conclusiones que Darwin
  • Le escribió a Darwin describiendo sus puntos de vista
  • Causó que Darwin se decidiera presentar sus ideas en un artículo formal
las poblaciones evolucionan
Las Poblaciones Evolucionan
  • La evolución biológica no cambia a los individuos
  • Cambia la población
  • Rasgos en una población varían entre individuos
  • Evolución es cambio en frecuencia de rasgos
la reserva gen tica
La Reserva Genética
  • Son todos los genes en una población
  • Recurso genético que puede ser compartido por todos los miembros de una población
variaci n en fenotipo
Variación en Fenotipo
  • Cada tipo de gen en reserva genética puede tener dos o más alelos
  • Individos heredan diferentes combinaciones de alelos
  • Esto causa variación en el fenotipo
  • Progenie hereda genes, no fenotipos
qu alelos van al nuevo individuo
¿Qué Alelos van al Nuevo Individuo?
  • Mutación
  • Entrecruzamiento en meiosis I
  • Asociación independiente
  • Fertilización
  • Cambios en número y estructura de cromosomas
equilibrio gen tico
Equilibrio Genético
  • Frecuencias alélicas en el locus no cambian
  • Población no está evolucionando
cinco condiciones para equilibrio
Cinco Condiciones para Equilibrio
  • No mutaciones
  • Apareamiento al azar
  • Genes no afecten supervivencia ni reproducción
  • Población grande
  • No inmigración/emigración
procesos microevolutivos
Procesos Microevolutivos
  • Distancian a una población del equilibrio genético
  • Cambios en pequeña escala en la frecuencia alélica causados por:
      • Selección natural
      • Flujo genético
      • Desplazamiento genético
mutaciones gen ticas
Mutaciones Genéticas
  • Infrecuentes pero inevitables
  • Cada gen tiene su propia tasa de mutación
  • Mutaciones letales
  • Mutaciones neutrales
  • Mutaciones adaptativas
selecci n natural
Selección Natural
  • Una diferencia en la supervivencia y éxito reproductivo de diferentes fenotipos
  • Actúa directamente en fenotipos e indirectamente en genotipos
capacidad reproductiva y competencia
Capacidad Reproductiva y Competencia
  • Todas las poblaciones tienen la capacidad de aumentar en números
  • Ninguna población puede aumentar indefinidamente
  • Eventualmente los individuos de una población competirán por los recursos
variaci n en poblaciones
Variación en Poblaciones
  • Individuos tienen genes que especifican el mismo arreglo de rasgos
  • Mayoría de genes ocurren en diferentes formas (alelos) que producen diferentes fenotipos
  • Algunos fenotipos compiten mejor que otros
cambio a trav s del tiempo
Cambio a Través del Tiempo
  • Con el tiempo, los alelos que producen la mayoría de los fenotipos exitosos aumentarán en la población
  • Alelos menos exitosos se volverán menos comunes
  • Cambio lleva a aumento en aptitud (“fitness”)
    • Mejor adaptación al ambiente
resultados de selecci n natural
Resultados de Selección Natural

Tres posibles resultados:

  • Movimiento en una dirección en el rango de valores de un rasgo
  • Estabilización de un rango de valores existentes
  • Disrupción de un rango de valores existentes
selecci n direccional
Selección Direccional

Number of individuals

in the population

  • Frecuencias de alelos se mueven en una dirección

Range of values for the trait at time 1

Number of individuals

in the population

Range of values for the trait at time 2

Number of individuals

in the population

Figure 17.10Page 282

Range of values for the trait at time 3

animation2
Animation

Directional selection animation.

Click to view animation.

alevillas moteadas
Alevillas Moteadas
  • Antes de la revolución industrial, fenotipo más común era color claro
  • Luego de revolución industrial, fenotipo oscuro se volvió más común
animation3
Animation

Example of directional selection animation.

Click to view animation.

resistencia a pesticidas
Resistencia a Pesticidas
  • Pesticidas matan insectos susceptibles
  • Insectos resistentes sobreviven y se reproducen
  • Si la resistencia es heredable, se hace más común en cada generación
resistencia a antibi ticos
Resistencia a Antibióticos
  • Se usaron por primera vez en los 1940s
  • Sobreuso ha causado aumento de formas resistentes
  • Células más susceptibles mueren y son reemplazadas por formas resistentes
selecci n estabilizadora
Selección Estabilizadora

Number of individuals

in the population

  • Formas intermedias son favorecidas y extremos se eliminan

Range of values for the trait at time 1

Range of values for the trait at time 2

Figure 17.12Page 284

Range of values for the trait at time 3

animation4
Animation

Stabilizing selection animation.

Click to view animation.

selecci n para tama o de agallas
Selección para Tamaño de Agallas
  • Mosca formadora de agallas tiene dos depredadores principales
  • Avispas se alimentan de larvas en agallas pequeñas
  • Aves comen larvas en agallas grandes
  • Moscas que hacen agallas intermedias tienen la más alta aptitud
selecci n disruptiva
Selección Disruptiva

Number of individuals

in the population

  • Formas en cada extremo del rango de variación son favorecidas
  • Formas intermedias son eliminadas

Range of values for the trait at time 1

Number of individuals

in the population

Range of values for the trait at time 2

Number of individuals

in the population

Range of values for the trait at time 3

Figure 17.14Page 285

animation5
Animation

Disruptive selection animation.

Click to view animation.

finches africanos
Finches Africanos

60

nestlings

  • Selección favorece aves con picos grandes o pequeños
  • Aves con picos intermedios son menos efectivas alimentándose

50

drought

survivors

40

Number of individuals

30

20

10

10

12.8

15.7

18.5

Widest part of lower bill

(millimeters)

Figure 17.15Page 285

selecci n sexual
Selección Sexual
  • Selección favorece ciertas características sexuales secundarias
  • Por apareamiento no aleatorio, alelos para los rasgos preferidos aumentan
  • Lleva a aumento en dimorfismo sexual
polimorfismo balanceado
Polimorfismo Balanceado
  • Polimorfismo - varias formas
  • Ocurre cuando dos o más alelos se mantienen en frecuencias mayores de 1%
anemia falciforme ventaja del heterocigoto
Anemia Falciforme: Ventaja del Heterocigoto
  • Alelo HbS causa anemia falciforme en heterocigotos
  • Heterocigotos son más resistentes a malaria que homocigotos

Malaria case

Sickle-cell trait

less than 1 in 1,600

1 in 400-1,600

1 in 180-400

1 in 100-180

1 in 64-100

more than 1 in 64

Figure 17.17Page 286-287

flujo gen tico
Flujo Genético
  • Flujo físico de alelos en una población
  • Tiende a mantener similar la reserva genética de las poblaciones
  • Contrarresta las diferencias que resultan de mutaciones, selección natural, y deriva genética
deriva gen tica
Deriva Genética
  • Cambio al azar en frecuencias alélicas traídas al azar
  • Efecto es más pronunciado en poblaciones pequeñas
  • Error de muestreo – mientras menos veces ocurra un evento, mayor es la varianza del resultado
simulaci n en computadora

1

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Simulación en Computadora

1.0

AA in five populations

0.5

allele A lost

from four

populations

0

Generation

(25 stoneflies at the start of each)

Figure 17.19aPage 288

simulaci n en computadora1

1

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Simulación en Computadora

1.0

0.5

allele A

neither

lost nor

fixed

0

Generation

(500 stoneflies at the start of each)

Figure 17.19bPage 288

cuella de botella
Cuella de Botella
  • Reducción severa en tamaño poblacional
  • Causa desplazamiento pronunciado
  • Ejemplo
    • Cacería disminuyó población de morsas a sólo 20 individuos
    • Población creció otra vez hasta 30,000
    • Electroforesis reveló que no hay variación alélica en 24 genes
efecto de fundador
Efecto de Fundador
  • Efecto de deriva cuando un número pequeño de individuos comienza una nueva población
  • Por azar, frecuencias alélicas de fundadores pueden no ser las mismas que en la población original
  • Efecto es pronunciado en islas aisladas
figure 17 20 page 288
Figure 17.20Page 288

phenotypes of original population

A seabird carries a few seeds, stuck to its feathers, from the mainland to a remote oceanic island.

phenotype of island population

endogamia inbreeding
Endogamia (“inbreeding”)
  • Apareamiento entre individuos relacionados
  • Aumenta homocigosidad
  • Puede bajar aptitud cuando se expresan alelos recesivos
    • Ej. Amish
    • Ej. cheetahs