Download La Variación

Introducción
- El proceso evolutivo
- Historia de la teoría evolutiva
- Evidencias de la evolución
Repaso de conceptos básicos
La Variación
- Importancia y análisis de la variación
- Estimaciones de la variación
- Marcadores y tipos de variación
Las poblaciones en equilibrio
- Principio y cálculo de Hardy-Weinberg.
Las fuerzas evolutivas
- Mutación
- Deriva
- Endogamia
- Migración
- Selección
La Biología Evolutiva
Es una ciencia historica integrativa que unifica las ciencias biológicas
Según Mayr, la evolución tiene 2 dimensiones:
espacio y tiempo
La B. evolutiva es histórica porque intenta reconstruir los procesos del pasado.
Hipótesis, ley, teoría ????
-
¿Como se ha construido la teoría evolutiva?
Evidencias de la evolución
Debates sobre la evolución
¿ Qué es la evolución ?
evolutio verbo evolvere (lat.): dar vueltas afuera, desenrrollar
Evolución (Biológica) = ¿ Cambio ?
¿ Qué es la evolución ?
evolutio verbo evolvere (lat.): dar vueltas afuera, desarrollar
Evolución (Biológica) =
Cambio
Poblacional
Heredable
Tiempo
“Desendencia con modificacion” (Darwin)
“Cambio en las proporciones de los grupos de organismos en el curso de las
generaciones” (Futuyma)
“Cambio en las frecuencias alélicas de las poblaciones en el tiempo”
(Dobzhansky)
Evolución: Cambio en las frecuencias alélicas de las poblaciones
Mutación
Migración
Deriva
Endogamia
Selección
Fuerzas
evolutivas
PRIMERAS VISIONES SOBRE EL
ORIGEN
O
CR
EA
CI
O
N
IS
M
El(los) dios(es) crean las sp
O
N
IS
M
CR
EA
CI
O
El escencialismo de Aristóteles-Platón
Platón (428-347 A.C.):
Existencia de esencias (ideas eternas en la mente de dios –eidos-)
Aristóteles (384-322 A.C.):
Alumno de Platón.
Las especies tienen esencia inmutable con características fijas.
Origen de organismos por interacción de fuerzas (entelequia) que
dotaban de vida lo que no tenía vida.
Los organismos tienen una esencia inmutable, y las variaciones
son imperfecciones terrestres de la esencia.
Yoda (hace mucho...mucho tiempo)
Origen de organismos por interacción de Midicloras que dotan de vida.
Esencia del lado obscuro o no.
De ahí hasta S. 18. el objetivo de la ciencia natural era catalogar y
manifestar el plan de creación
James Ussher (1581- 1625): El día de la creación
fue el 23 de Octubre de 2004 a.c. 12:00 pm.
Carolus Linnaeus(1707-1778) busca el plan de
la creación en su Systema Naturae
CREACIONISMO
1.- Las especies están diseñadas por un dios sabio y benevolente
2.- Son creadas individualmente tal y como las vemos hoy
(fijismo)
3.- Cada especie está dotada con su propia esencia
4.- El orden es superior al desorden.
5.- Dios sigue un plan: existe una gradación en la complejidad de
los organismos (la gran cadena del ser) o la scala naturae.
William Paley: Natural Theology (1802).
Newton (1643-1727): bases mecánicas, ley de la gravitación.
Fósiles = especies que ya no hay ¿extinción?
Georges Louis Leclerc, conde de Buffon (1707-1788)
Dios es el arquitecto del mundo y de sus reglas (pero lo deja correr)
Diferencias en distribución geográfica de las sp
Dios crea moldes según el ambiente
Termina fijismo por un cambio catastrófico (dirigido por dios)
Extinción
1789-1799: Revolución Francesa. Fin de la monarquía (puesta por dios).
Dominancia de la ilusracíon (pienso, luego existo). Auge de la burguesía.
PRIMERAS TEORÍAS
EVOLUTIVAS
- Transformismo
- Evolución
Jean Baptiste de Monet, chevalier de La Marck
(Philosophie Zoologique,1809).
Cada
especie
es
generada
individualmente por generación
espotánea a partir de materia no viva.

C/sp se inicia en la base de la cadena
del ser (vision filogenética)

C/sp contiene un “fluido nervioso”
que hace que evolucione hacia la
cúspide de la cadena; ese “fluido
nervioso” se transmite a los hijos.

Cuanto más se usa un órgano, más “fluido
nervioso” va a atraer y lo va a alargar
(herencia de los caracteres adquiridos). La
acumulación de fluido nervioso es por
necesidad o deseo. Cuanto menos se use,
sufre atrofia, o desaparición.

El cambio de ambiente genera nuevas
necesidades y deseos.

La fuerza evolutiva: El deseo o
necesidad de perfección en ambiente
cambiante
Darwin-Wallace y el inicio
de la Teoría Evolutiva Moderna
Darwin (1809-1882)
Naturalista del H.M.S. Beagle (1831-1836)
Maltus (Crecimiento y recursos), Lyell,
“On The Origin of Species by Means of Natural
Selection, or The Preservation of Favoured Races in the
struggle of life”
- Todos estamos relacionados en un
gran árbol de la vida porque hay
descendencia con modificación
Wallace (1823-1913)
Estudio Archipiélago Malacio
Le escribió a Darwin!!
- La variación observable es resultado
de la evolución
- La evolución es gradual
- La evolución es resultado de la
selección natural
Selección Natural:
1.- Las poblaciones naturales tienen variación.
2.- Parte de la variación incluye características
relevantes para la sobrevivencia o reproducción de los
bichos
3.- Esta variación es heredable, (supongo que por
mezcla de gémulas en la sangre, pero en realidad no lo
sé).
4.- Los recursos son limitados por lo que hay
competencia o lucha por la existencia.
Si todo esto sucede, tenemos un proceso (ecológico y
poblacional) de selección natural (divergencia por
competencia) que explica la gran diversidad de
especies así como su adaptación al ambiente.
Selección
Natural:
Selección
Natural:
Biston betularia: color= 1 locus 2 alelos
Bosque coservado
(con liquen)
Bosque contaminado
(sin líquen)
Teorías de la historia de la vida:
Creacionista
Creación divina.
Basado en la fe de un
creador
Transformista
Deseo o necesidad de perfección
mediante el uso y deshuso en un
ambiente cambiante
Evolución
Variación heredable
mediante selección natural.
Selección
Natural:
Selección Estabilizadora o Balanceadora: Elimina ambas colas de la distribución.
t
Selección Direccional o Purificadora: elimina una de las colas (Biston betularia)
t
Selección disruptiva: elimina la moda.
o
Adecuación
Adaptación
PostDarwin
Mendel y sus chicharitos (1861): bases de la herencia.
Ojo: no descubre genes, descubre los principios de la herencia:
1.- Principio de la dominancia: hay caracteres que dominan sobre otros (--> dominantes-recesivos o
codominantes)
2.- Principio de la segregación: Cigoto tiene características de óvulo y espermatozoide y expresandose
como una sola unidad, pero el óvulo o espermatozoide tienen solamente una característica. (-->
Meiosis)
3.- Principio de transmisión independiente: Cada caracter se segrega de forma independiente (--> gen)
En dominancia, proporciones:
X
X
Púrpura
Púrpura
Blanco
aa X AA
Blanco
¼ AA ½ Aa ¼ aa
X
Púrpura (Aa)
Aa
Púrpura (Aa)
Pero nadie lo peló!!!!
Púrpura (AA)
Púrpura (Aa) Púrpura (Aa)
Blanco (aa)
PostDarwin
En 1900 se redescubre la genética y las ciencias experimentales comienzan a adquirir preeminencia dentro de la biología. Los genetistas desde el principio dudaron sobre la relevancia de la selección natural, y propusieron que la evolución sucedía gracias a grandes mutaciones que generaban nuevos tipos de organismos y atacan la forma de hacer ciencia de los naturalistas (que se convierten en Ecólogos y Taxónomos), tensión que sigue hasta nuestros días. Hugo de Vries con Oenothera lamarckiana
PostDarwin
Neo Lamarkismistas: Darwin es puro choro. Continúan con la
idea de la herencia de los caracteres adquiridos.
Vs.
Ortogenéticos: La evolución tene una dirección fija, hay
tendencias evolutivas y estas se pueden observar en el registro
fósil.
Vs.
Mutacionistas: Los nuevos fenotipos pueden surgir por grandes
mutación (Hugo de Viries, y Thomas Hunt Morgan, Richard
Goldschmidt)
Vs.
Darwinistas: Darwin's ley.
“Los Mutacionistas”
Geofred Harold Hardy
1908 cartita(una cuartilla)
a science:
si
AA = Dom.= pp
Aa = Het = pq
aa = Rec. =qq
y si
Aa x Aa
¼ AA ½ Aa ¼ aa
Entonces:
p2 + 2pq + q2 = 1
y a la siguiente gen:
p2 + 2pq +q2 = 1
Principio de Hardy-Weinberg
Surge la genética de poblaciones !!
! los caracteres bajo selección tienen una base
genética!
! la mutación y la selección juntas son las que
causan la evolución adaptativa!, la mutación no es
una opción a la selección, es su fuente de
variación!!!!
Fisher en 1918
Darwin y Mendel tienen razón = “La
síntesis”
Se inventan el término Microevolución (procesos evolutivos que están actuando al
interior de las especies) y Macroevolución (procesos que originan nuevas especies
o que actúan a largo plazo)
Fisher, Wright, Haldane y Mayr= Primera síntesis (teórica)
Dobzhansy= Segunda síntesis (empírica y experimental)
La síntesis
Ronald Aylmer Fisher
(1890-1962)
Matemático británico
Desarrolla la Estadística (F de fisher, Xi, ANOVA, etc..)
Eugenético
Supone que las poblaciones son muy grandes, (muta. y deriva no afectan) y con mucha variación
Supone que la Selección Natural es la fuerza más importante
“Teorema Fundamental de la Selección Natural”: “tasa de incremento de un organismo en
cualquier tiempo es igual a su varianza genética en la adecuación en ese momento”, o sea que a
mayor variación genética no-neutra, el cambio evolutivo es mayor.
EL LIBRO: The Genetical Theory of Natural Selection (1930)
La síntesis
John Burdon Sanderson Haldane
(1882-1964)
Sewall Wright
(1889-1980)
Genetísta británico
Comunista y pacifista.Muere en la India.
Genetista gringo
Se clava en selección, flujo, endogamia y mutación
Desarrolla “costo de la selección”: Para que un alelo
se fije, se necesita eliminar aprox. 10N a 20N.
Estudia Biston betularia
El Libro: “The causes of Evolution”
La deriva genética es muy importante
Shifting Balance (topografía adaptativa)
El Artículo: “Evolution in mendelian
populations”. Genetics 16(2):97-159
O.K., todo inicia con variación..... pero en realidad......
¿Cuánta variación hay en la naturaleza?
Un montón!!!
Casi
Nada!!!
Hermann J. Müller
(1890-1967)
Genetista gringo
Alumno de Thomas Hunt Morgan
Theodosius Dobzhansky
(1900-1975)
Genetista ucraniano migrado a E.U.
Colaborador de Thomas Hunt Morgan
Hermann J. Müller
“modelo clásico de las estructura genética de las poblaciones”
Theodosius Dobzhansky
“modelo balanceado de la estructura genética de las poblaciones”
poblaciones e individuos, casi sin variación genética, poblaciones e individuos ricos en variación genética.
cada individuo es rico en loci homócigos.
cada individuo es rico en loci heterócigos, la mayor parte de las mutaciones son deletéreas, constantemente eliminadas por selección natural purificadora.
mantenidos por selección balanceadora (ventaja del heterócigo)
¿¿¿???
¿¿Entonces....???
¿¿¿???
Lewontin
Dobzhansky
Genetics 54: 577-594. Agosto. 1966
Promedio: H= 0.12 y P 30% en 18 loci de D. pseudoobscura...
valores similares en la mayoria de los organismos!!!
Al parecer: ¡¡¡Sí hay variación!!!! entonces...
Se demuestra el Modelo Balanceado de Dobzhanzsy!!!!:
Hay mucha variación sostenida por selección balanceadora!!!!
Neo darwinianos felices!!!
Peeeroooo.....
Motoo Kimura
Calcula la carga genética
suponiendo que toda la
variación es mantenida por
selección balanceadora:
supongamos 2000 genes
polimórficos (considerando 13000 genes con 30% de polimorfismo) y cada gen tiene una ventaja
selectiva de s=0.01.
La fracción total de individuos eliminados debe ser de 0.999995, es decir, que cada adulto debe dejar
una descendencia de 22,000 hijos para mantener la la variación por selección balanceadora.!!!!!! o
bien, cada uno de nosotros se murió 21,199 veces!!!!
Si hay mucha variación,
pero debe ser nula para la selección natural (no la ve, y si la
hay, es purificadora)
La variación es generada por Mutación, la cual se pierde o se fija
por Deriva Génica.
Fundamentos de la Evolución
Molecular!!
¿Modelo nulo?
Teoría neutral
Escuela Neo-clásica
genes en uno o dos días
GENÓMAS en una semana (!!dos días!!)
PROTEOMAS
y ahora..... METAGENOMAS !!!!
EVIDENCIAS
Experimento de Luis Pasteur (1869)
y de Lazaro Spallanzani (1791)
No hay generación espontánea!!!
Especies extintas en México (CITES, 2008):
Monachus tropicalis (Foca monje)
Enhydra lutris (Linnaeus, 1758) (EX)
Lontra canadensis (Schreber, 1777) (EX)
Mustela nigripes (Audubon & Bachman, 1851) (EX)
Monachus tropicalis (Gray, 1850) (EX?)
Tapirus bairdii (Gill, 1865) (EX?)
Gymnogyps californianus (Shaw, 1898) (EX)
Caracara lutosa (Ridgway, 1876) (EX)
Grus americana (Linnaeus, 1758) (EX)
Enhydra lutris (Linnaeus, 1758) (EX)
Lontra canadensis (Schreber, 1777) (EX)
Mustela nigripes (Audubon & Bachman, 1851) (EX)
Monachus tropicalis (Gray, 1850) (EX?)
Tapirus bairdii (Gill, 1865) (EX?)
Gymnogyps californianus (Shaw, 1898) (EX)
Caracara lutosa (Ridgway, 1876) (EX)
Grus americana (Linnaeus, 1758) (EX)
Enhydra lutris (Linnaeus, 1758) (EX)
Lontra canadensis (Schreber, 1777) (EX)
Mustela nigripes (Audubon & Bachman, 1851) (EX)
Monachus tropicalis (Gray, 1850) (EX?)
Tapirus bairdii (Gill, 1865) (EX?)
Sí existe la extinción!!!
Johasten R.F. y Selander R.K. 1964. House sparrows: Rapid evolution of races in North
America. Science 144(3618):548-550
El gorrion (Passer domesticus) llega a América en 1852
Inglaterra
Texas
Minnesota
Hawaii
Mex.
Una especie puede cambiar (no hay fijismo)
Selección artificial
Palomas de Darwin
Se puede seleccionar:
vacas más grandes,
con más leche,
más resistentes,
con más músculo,
etc... etc... etc...
Se pueden seleccionar
características específicas.
Ensatina sp. (especie en anillo)
Wake D.B., Yanev K.P. y Brown C.W.
1986. Intraspecific sympatry in
allozymes in a “ring species2 the
plethodontid salamander Enstantina
eschscholtzii, in southern California.
Evolution 40:866-868
Ca
l
ifo
rn
ia
Las diferencias al interior
de una especie pueden ser
tan grandes como para
producir diferentes
especies
Guerra de los antibióticos
Antes de 1940: La gente moría por infecciones bacterianas.
1960’s: Gran síntesis de antibióticos.
2000’s:
Penicilina, ampicilina, eritroicina, vancomicina, fluoroquinolonas, etc...
RESISTENCIA !!!!
Oliver et al. 2000. High frequency of Hypermutable Pseudomonas aeruinosa
in cystic Fibrosis Lung infection. Science 288:1251-1253
mutantes en fibrosis
no mutantes en fibrosis
No fibrosis
Melanismo industrial en Biston
betularia:
Bosque coservado
(con liquen)
Bosque contaminado
(sin líquen)
(anatomía comparada)
Existencia de estructuras homólogas
Las estructuras de los organismos tienen
patrones básicos que se podrían explicar si
estuvieran relacionados (ancestría común).
- Todos los tetrápdos tienen 5 dedos
homólogas: que tienen = origen
análoga: que tienen = función
Genes Homologos
Las homologías morfologicas y moleculares suelen corresponder.
Amplio registro fósil
que apoya idea de homología
Por homologías se sugiere:
Peces, anfibios, reptiles, mamíferos
Las edades y cantidades de
fósiles también concuerdan
¿Cómo y por qué se dice que la evolución unifica las ciencias biológicas?
Creacionismo vs evolución: ¿se niega la existencia de dios?
¿Puede existir un creacionismo científico?
La evolución ¿hecho, teoría, hipótesis, ley, cuento?
Teoría del Mounstruo de espagueti volador
(http://www.wikipedia)
Bobby Henson (físico de Oregon) Vs Consejo de Educación de Kansas (2005 diseño inteligente)
Religión (Pastafarismo) que une a aquellos pastafaris que fueron tocados por el apéndice del señor
tallarinesco

El Universo fue creado por un mounstruo de espagueti volador invisible e indetectable

La evidencia de evolución fue plantada.

El Señor tallarinsco hace que todo paresca más viejo de lo que es.


Aunque el MEV posee un nombre, éste es tan hermoso y difícil de pronunciar que no sólo mata a
quienquiera que lo intente, sino también a todo ser dentro de un radio de 6,0534 kilómetros. Este
radio se duplica cuando uno trata de escribir o mecanografiar su nombre. Esto fue hecho a propósito
por el MEV sólo para entretenerse.
El calentamiento global, terremotos, huracanes, etc.. son porque desde 1800 han aumentado los
piratas.

Bobby Henderson es el profeta de la First United Church of the Flying Spaghetti Monster.

Las oraciones a «Él» deben terminar siempre con la palabra Ramén.