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Genética de poblaciones
•Venados B.C. vs Chihuahua
Misma poblacion?
Población.- Grupo de individuos de una misma
especie que habitan un espacio comun….
• Ecológica …..y entre los cuales existe
una alta probabilidad reproductiva.
• Genética….y los cuales comparten un
mismo pool (o reservorio) genético.
Pertenecen a una misma población?
n
Islas de Baja California
n
n
n
n
Caracteristicas
n
n
n
n
Patiria miniata
Megathura crenulata
Mismas especies?
Bentónicos de baja movil.
Fertilización externa
Dispersión larvaria
Subpoblaciones
LAS CARACTERISTICAS POBLACIONALES CAMBIAN EN ESPACIO Y TIEMPO
Metapoblación – Conjunto persistente de “subpoblaciones”
Subpob
Extinción
Colonización
Subpob
Subpob
Mayor Conectividad=mayor “similitud”.
Subpob
La metapoblación persiste a pesar de las extinciones y colonizaciones de
las subpoblaciones que la componen.
LAS POBLACIONES Y SU CONECTIVIDAD
Reducción de hábitat y fragmentación
TamañosCOMMUNITY
poblacionales reducidos !!!
n KELP
Barreras física
Contaminación
Sobrepesca
Corredores perdidos
Contaminación
Cacería
Los organismos de una población pueden ser diferentes en su fenotipo
(e.g. características físicas) y/o en su genotipo (información genética).
Imagine a la variabilidad genética como una bolsa de chocolates M&M
que cada individuo posee con ≠ frecuencias de colores que las de otros.
La variabilidad genética existe:
•Dentro del individuo (su bolsa de chocolates diversos).
•Dentro de la subpoblación (entre individuos).
•Dentro de la Metapoblación (entre las subpoblaciones).
•UNA MAYOR VARIABILIDAD GENETICA AUMENTA LAS OPCIONES PARA LA
SELECCIÓN NATURAL Y MAYOR POTENCIAL EVOLUTIVO.
•GENETICA DE POBS.-Estudia la variabilidad genética de las pobs. y sus causas.
Fundadores de la teoría de la evolución
Charles
Darwin
1831
Alfred Russell
Wallace
1854
Darwin. 1859. El origen de las especies: A través de la selección natural
Orígenes de la Ecología Evolutiva
Moderna
•Darwin (1859).- Observación diversidad natural.
•Teoría de la Evolución.
•Ancestro común.
•Mecanismo = Selección Natural.
•Medio ambiente selecciona.
•Mecanismo de la herencia…..?
•Mendel (1866).- Experimentación.
•Selección artificial (ejem. domesticación).
•Principios de herencia genética.
•Genética Mendeliana y hasta 1940s ADN
Algunos conceptos:
-Células - mitocondrias, núcleos – cromosomas –
-ADN
-Genes.- Unidades fundamentales para la herencia.
-Secuencias de nucleótidos en moléculas de ADN,
sus cambios producen variación genética (posibles
por mutaciones o recombinaciones).
-Genes específicos (genotipos) codifican fenotipos (e.g. tipo de sangre).
-Alelos.- Formas alternativas de un gen (e.g. color blanco o negro del pelo en
conejos).
-“Pool genético”.- La totalidad de la información genética de una población.
-La evolución:
-Concepto tradicional.- Cambio en una población a lo largo del tiempo.
-Concepto genético.- Cambio en las frecuencias génicas de una población.
Algunos conceptos:
- 1.- Las características fenotípicas
no se heredan sino las genéticas.
- 2.- La selección natural actúa sobre:
El individuo.
Con base en el fenotipo.
- 3.- Las unidades de evolución son:
Las poblaciones.
(los individuos no evolucionan).
PARA QUE LA SELECCIÓN
NATURAL OCURRA
• SE REQUIERE
– VARIABILIDAD GENETICA POBLACIONAL
– SOBREPRODUCCION DE INDIVIDUOS
– FACTOR AMBIENTAL SELECTIVO
• ABIOTICO O BIOTICO
– SOBREVIVENCIA DEL MAS APTO
– CARÁCTER HEREDITARIO TRANSMITIDO
– PREDOMINANCIA DEL GEN HEREDADO EN POB.
Los pinzones de las Galapagos
• Darwin observó una diversidad de formas y estilos de vida (13
especies)
• Intentó correlacionar las variaciones en los rasgos con los retos
ambientales.
• Concluyó que eran el resultado de la selección natural en
ambientes diferentes.
Selección natural
Un diferente éxito
reproductivo.
Resulta en cambios en
los organismos influidos
por su medio ambiente
(abiótico y biótico).
Crea adaptaciones
La diversidad en las poblaciones
1.
Variación fenotípica.- Base sobre la que actúa el
medio ambiente durante el proceso de selección
natural. (Experimentos de jardín común permiten
dilucidar factores causales).
Partes altas de la region
Casos:
“Subpoblaciones”
FENOTIPO
GENOTIPO
=
=
=
Partes bajas de la region
≠
≠
≠
≠
=
= Igual en pob.
# Diferente en pob.
La diversidad genetica cambia debido a:
1.- Mutación.- Vía principal de todo cambio, proceso
lento con pocos efectos por generación.
2.- Flujo génico (migración).- Disminuye diferencias entre
poblaciones e incrementa variabilidad dentro de las
poblaciones receptoras.
3.- Deriva genética.- Cambios aleatorios particularmente
relevantes en poblaciones pequeñas (disminuye
diversidad e.g. Picea Chihuahuana y pobs. insulares).
4.- Apareamiento no aleatorio.- Positivo (÷ iguales) o
negativo (÷ diferentes). Endogamia reduce diversidad.
5.- Selección natural.- Se expresa como diferencias en
éxito reproductivo. Puede aumentar o disminuir la
diversidad génica.
La ley de Hardy-Weinberg
Ayuda a identificar las fuerzas evolutivas que pueden modificar las
frecuencias génicas en las poblaciones.
Asume: No selección, mutaciones o migraciones, apareamiento
aleatorio y grandes números de individuos.
Establece que bajo las suposiciones cumplidas, las frecuencias
alélicas de una población permanecen constantes (equilibrio).
Siendo p y q las frecuencias de dos alelos (dominante y recesivo),
las frecuencias de los genotipos bajo H-W se describe por:
P2 + 2pq +q2 = 1
LO IMPORTANTE: Cuando no se cumple, entonces permite
investigar cuales fuerzas están actuando.
LA EVIDENCIA: LAS POBLACIONES
PRESENTAN UN ELEVADO POTENCIAL
PARA LA EVOLUCIÓN (VARIACIÓN
GENÉTICA).
ENTONCES PORQUE NO PRESENCIAMOS
CAMBIOS EVOLUTIVOS FRECUENTES?
Posible explicación: Selección
estabilizadora (de fenotipos)
Tres tipos de selección natural ademas de selección sexual:
1.- Estabilizadora (dist. normal).
2.- Direccional (normal sesgada).
3.- Disruptiva (bimodal).
**Nota: Pero, también existen evidencias
recientes de evolución rápida (e.g.
virus ante antibióticos, mariposas
ante contaminantes).
Principales consecuencias genéticas de
la disminución del tamaño poblacional
Tamaño poblacional “minimo aceptable” = 500 individuos
• Menor variabilidad genética (Elefante marino en I. Gpe)
y reducción de las probabs. de sobrevivencia a cambios en
corto (ejem. cambio climático) y largo plazo (evolución).
• Mayor endogamia, aumento en homocigosis (+ alelos
letales) y disminución en fecundidad y sobrevivencia.
• Opciones: Cruza con individuos de otras
poblaciones. Caso lobo mexicano
(Kalinowski et al. 1999) aunque criticable
por hibridización, pérdida de adaptaciones
locales, etc.
Selección artificial como análoga a la
selección natural
Vs.
• Ademas de reducir las poblaciones, que
otros efectos hay de la caza o pesca selectiva ?
Aportaciones de la genética de
poblaciones
•Antes
Dist. y abundancia.
Tamaño poblacional.
Demografía.
Tallas.
Edades.
Mismas poblaciones?
•Ahora
Sana?
Variabil. Genética.
Conectadas?
Manejo conjunto?
Tamaño efectivo?
……
FIN