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Efectos de las condiciones

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Efectos de las condiciones. Corto plazo Sobre los Individuos. Largo plazo Sobre la Especie. Comportamiento Supervivencia Crecimiento Reproducción. Cambios evolutivos. Respuestas : migraciones, uso de refugios, crecimiento de pelos, estacionalidad del crecimiento y la reproducción.

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Efectos de las condiciones

Corto plazo

Sobre los Individuos

Largo plazo

Sobre la Especie

Comportamiento

Supervivencia

Crecimiento

Reproducción

Cambios evolutivos

Respuestas: migraciones, uso de refugios, crecimiento de pelos, estacionalidad del crecimiento y la reproducción

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Hipótesis históricas acerca de la relación de los organismos con el medio

El medio ambiente funciona como “molde”

Si el ambiente no cambia, luego de una extinción masiva volverán a aparecer las mismas especies

Las necesidades impuestas por el medio producen cambios heredables en los individuos

Los individuos van adquiriendo características “útiles” para el medio en que viven, durante la ontogenia y a lo largo de generaciones

El ambiente “selecciona” aquéllos individuos con las características más adecuadas

A lo largo de generaciones va aumentando la proporción de individuos con características útiles

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¿CÓMO SE PRODUCEN LAS VARIACIONES A LARGO PLAZO?

Teoría de la selección natural

En una población no todos los individuos son iguales

Las diferencias pueden causar diferente sobrevida, reproducción o crecimiento

Predador

slide4

Al menos parte de las diferencias son heredables, tienen base genética

Sobreviven y tienen más hijos los que tienen una característica que los de otra

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A lo largo de las generaciones, si el ambiente no cambia, va aumentando la proporción de los que muestran mayor supervivencia y reproducción

Aumenta la proporción de verdes claros

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Fitness de un individuo o de un genotipo: Contribución relativa de descendientes a las futuras generaciones.

Favorabilidad del ambiente: fitness promedio de los individuos que lo habitan

B

A

Fitness de la especie verde > que Fitness de la especie negra en A

Favorabilidad del Ambiente A > Favorabilidad del ambiente B

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Interacción Ambiente- Organismos

Selección natural

Adaptaciones

  • Caracteres fenotípicos determinados genéticamente
  • Maximizan éxito reproductivo a largo plazo
  • Bajo las condiciones y recursos de ese ambiente
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Ambientes semejantes tendrán presiones de selección semejantes: similares ADAPTACIONES

Ambientes semejantes presentan formas de vida semejantes

Evolución paralela: los organismos tienen un origen común, caracteres homólogos

Evolución convergente: no son especies emparentadas, caracteres análogos

Ejemplos. Adaptaciones a la vida aérea, acuática, a desiertos

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Direccionales

Erráticos

Cíclicos

Los organismos, a través de la selección natural, muestran ajustes al medio en el que evolucionaron

¿Qué pasa si el ambiente cambia con el tiempo?

Cambios

Va

Tiempo

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Cambio direccional

Temperatura

Rango de tolerancia

tiempo

¿Cómo persisten las especies?

  • Sus individuos tienen un rango de tolerancia que incluye el rango de variación de la temperatura
  • Los individuos presentan distintos grados de tolerancia y se seleccionan los que siguen la variación de temperatura
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Especie, individuos

Rango de tolerancia

Especie

Individuos

Rango de tolerancia

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Si el ambiente cambia continuamente los organismos tendrían que cambiar también

Ambiente pasado

Presión de selección

Caracteres seleccionados

Ambiente Actual

No necesariamente se ajustan

Abaptación: los organismos están adaptados a condiciones pasadas

La hipótesis de la Reina Roja fue propuesta por Leigh Van Valen, dentro de su Ley de las Extinciones, en 1973

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El principio de la reina Roja postula que el cambio continuo (adaptación continua) es necesario para mantener el fitness (en un máximo) que es relativo al ambiente que varía continuamente

Alicia, que es tomada de la mano por la Reina para que corran juntas, se asombra mucho al ver que, aunque corre lo más rápido que puede, sus alrededores no parecen cambiar

Alicia miró alrededor suyo con gran sorpresa.

-Pero ¿cómo? ¡Si parece que hemos estado bajo este árbol todo el tiempo! ¡Todo está igual que antes!

-¡Pues claro que sí! -convino la Reina-. Y, ¿cómo si no?

-Bueno, lo que es en mi país -aclaró Alicia, jadeando aún bastante, cuando se corre tan rápido como lo hemos estado haciendo y durante algún tiempo, se suele llegar a alguna otra parte...

-¡Un país bastante lento! -replicó la Reina-. Lo que es aquí, como ves, hace falta correr todo cuanto una pueda para permanecer en el mismo sitio. Si se quiere llegar a otra parte hay que correr por lo menos dos veces más rápido.Lewis Carrol, Alicia a través del espejo

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Ejemplos de ajustes a condiciones pasadas: interacciones predador- presa o carrera armamentista

Presión de selección

Predador

Presa

Presión de selección

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Ambiente cíclico

Variable ambiental

Respuesta de los individuos

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Cambios erráticos

Individuos, especie

Des

Rango de tolerancia

Respuestas fenotípicas

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G1

G2

G3

G4

G1

G2

  • Cuando el ambiente cambia en el tiempo
  • Las especies persisten por su capacidad de adaptación si tienen variabilidad genética
  • Las especies persisten si sus respuestas son plásticas, y la expresión de los genotipos depende del ambiente

F1

F2

F3

G1

slide20

A escala ecológica el ambiente puede ser

Homogéneo: todos los puntos del espacio son similares en cuanto a las condiciones y recursos

Heterogéneo: distintos puntos del espacio presentan distintas condiciones y recursos

Constante: no cambia a lo largo del tiempo

Variable: cambia a lo largo del tiempo

Estas definiciones dependen de la escala

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Tipos de respuestas poblacionales dependiendo de la heterogeneidad ambiental y la variabilidad temporal

AMBIENTE

Espacialmente homogéneo

Constante: No cambia con el tiempo

Genotipos y Fenotipos de la Población

1 Genotipo

Todos los individuos son iguales

1 Fenotipo

Presión de selección constante

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AMBIENTE

Es espacialmente variable

Se mantiene con el tiempo

Ecotipos y polimorfismos

Plasticidad fenotípica

Genotipo 1

Genotipo 2

Genotipo 3

Genotipo 4

Fenotipo 1

Fenotipo 2

Fenotipo 3

Fenotipo 4

Genotipo

Norma de reacción

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AMBIENTE

Espacialmente heterogéneo

Cambia con el tiempo

Los descendientes probablemente no vivan bajo las mismas condiciones que los progenitores

Fenotipo 1

Fenotipo 2

Fenotipo 3

Fenotipo 4

Según el ambiente

Genotipo

Plasticidad fenotípica

Norma de reacción

slide30

¿Cómo distingo distintos ecotipos o normas de reacción?

Experiencias de Transplante

Plasticidad fenotípica

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Respuestas de los organismos frente a condiciones adversas

TOLERANCIA: el organismo se mantiene aunque no desarrolle todas sus funciones

Coníferas del hemisferio norte. Reducen la fotosíntesis en invierno, pero no la suspenden del todo. Los mamíferos interrumpen la reproducción y su actividad.

ESPECIALIZACIÓN: Existen adaptaciones particulares.

bacterias termófilas

peces de agua salada

roedores de salinas

Plantas de desiertos

EVITAMIENTO: Los organismos evitan determinadas condiciones, a través de la migración, de pasar las etapas desfavorables en forma de semillas o formas de resistencia. Aves, plantas anuales

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Respuestas adaptativas frente a condiciones extremas

Funcionamiento de riñones

Uso de agua metabólica

Agua

Fisiológicas

Mecanismos contra corriente

Grasa parda

Hibernación y torpor

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< S/V

> S/V

Sombra

Luz

Adaptaciones Morfológicas

Pelaje

Depósitos de grasa

Forma corporal

Tamaño corporal

Tamaño extremidades

Agua

Forma de hojas

Luz

Tamaño de hojas

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Respuestas comportamentales

Comportamiento social

Uso de cuevas

Asolearse

Movimientos

Migraciones

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Distribución en tiempo

Intensidad

Duración

EFECTOS DE LAS CONDICIONES

Dependen

Del organismo

No es lo mismo un día frío que una semana continua.

No son lo mismo dos horas diarias de frío, que 20 horas de frío

¿Por qué?

Generan respuestas que tienen un costo

Generan respuestas que pueden ayudar a sobrevivir

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Aclimatización: cambios metabólicos asociados a la variación en las condiciones del medio

Ejemplo: respuesta a condiciones de altura, con baja presión de oxígeno: mayor número de glóbulos rojos.

Aclimatación: cambios metabólicos asociados a las variaciones en las condiciones del medio en laboratorio

Ejemplo: aclimatación de plantas en invernaderos, insectos en laboratorios de cría

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El rango de tolerancia puede cambiar de acuerdo a las condiciones a las que estuvo sometido un individuo

Si se somete a un individuo a temperaturas cada vez más bajas en forma gradual, puede desplazar su respuesta hacia la parte inferior de la escala.

Aclimatado a 25 ·C

Aclimatado a 15 ·C

Desenvolvimiento

0

15

25

35

temperatura

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desenvolvimiento

Especie A

Especie B

Intensidad de la condición

Las condiciones pueden actuar como ESTÍMULO o INDICADORES de cambios que se avecinan en el ambiente.

Acortamiento de días

Migración de aves

Germinación de plantas

Lluvias

Las condiciones pueden afectar las relaciones entre individuos: si un individuo se encuentra en su óptimo, va a tener ventaja sobre otro que esté en el límite de su rango de tolerancia

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La temperatura como condición

De acuerdo a la capacidad de generar calor los organismos pueden ser:

Ectotermos

  • Dependen de fuentes externas de calor.
  • Pueden controlar su temperatura corporal hasta cierto límite, por rasgos comportamentales:
  • tomar sol o buscar la sombra
  • mantenerse activos
  • usar cuevas
  • Presentar estacionalidad en el ciclo
  • Ejemplos: peces, reptiles, anfibios, insectos
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Endotermos

  • Tienen la capacidad de generar calor dentro del propio cuerpo
  • Logran mantener una temperatura corporal constante independientemente del ambiente
  • Mamíferos, aves
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De acuerdo al grado de variación de la temperatura

Poiquilotermos: su temperatura varía con la del ambiente

Homeotermos: mantienen su temperatura corporal constante

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Respuesta metabólica frente a la temperatura

Ectotermos

Tasa de desarrollo

Consumo de O2

Temperatura

Temperatura

Grado- día: los ectotermos necesitan una combinación de tiempo y temperatura para su desarrollo

Un saltamontes necesita para la eclosión de los huevos 17.5 días a 20 ° C, pero 5 días a 30 ° C

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Endotermos

Zona termoneutra

Zona termoneutra

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Efectos de temperaturas altas

  • desnaturalización de proteínas
  • desbalance de procesos (por ej. Respiración y fotosíntesis)
  • deshidratación
  • Efectos de temperaturas bajas
  • Muerte por cristalización del agua en el interior de las células.
  • Retraso en las funciones metabólicas
  • lesionesen las plantas, deshidratación
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El conocimiento del efecto de las condiciones ambientales sobre distintos tipos de organismos ha permitido al hombre:

  • Definir tierras aptas para cultivo.
  • Manejar tiempos de producción.
  • Generar condiciones de cría o cultivo.
  • Elaborar mapas de riesgo de transmisión de enfermedades.
  • Dengue, Chagas, hantavirus