Download A lo largo de las generaciones, si el ambiente no cambia, va

Efectos de las condiciones
Corto plazo
Largo plazo
Sobre los Individuos
Sobre la Especie
Comportamiento
Supervivencia
Crecimiento
Reproducción
Cambios evolutivos
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
¿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
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
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
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
A
B
Fitness de la especie verde > que Fitness de la especie
negra en A
Favorabilidad del Ambiente A > Favorabilidad del ambiente
B
Interacción Ambiente- Organismos
Selección natural
Adaptaciones
Caracteres fenotípicos determinados genéticamente
Maximizan éxito reproductivo a largo plazo
Bajo las condiciones y recursos de ese ambiente
Ambientes semejantes tendrán presiones de selección semejantes:
similares ADAPTACIONES
Ambientes semejantes presentan formas de
vida semejantes
•Evolución paralela: los organismos tienen un origen común
•Evolución convergente: no son especies emparentadas
Ejemplos. Adaptaciones a la vida aérea, acuática, a
desiertos
¿Qué pasa cuando el ambiente cambia con el
tiempo?
Cíclicos: Estacionales:
predecibles, se repiten
Tipos de Cambios
Direccionales: muestran una
tendencia
Erráticos: impredecibles
La capacidad de adaptación de las especies depende de la
variabilidad genética
Ambiente cíclico
Temperatura
Grosor del
pelaje
Variable ambiental
Mes
Respuesta de los
individuos
Mes
Respuestas fenotípicas, o cambios en frecuencias de morfos
Cambios en el espesor del pelaje y la capacidad
de aislamiento en distintos mamíferos
Figura: Townsend, Harper, Begon. 2000. Essentials of Ecology. Blackwell
Science
Cambio direccional
Temperatura
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
Una especie se mantiene en un ambiente variable
Por las diferencias entre individuos
Desenvolvimiento
Especie
Individuos
Característica ambiental
Desenvolvimiento
Porque cada
individuo tiene un
rango de tolerancia
amplio
Característica ambiental
Si el ambiente cambia continuamente los
organismos tendrían que cambiar también
Ambiente pasado
Caracteres
seleccionados
Ambiente Actual
No necesariamente se
ajustan
Abaptación: los organismos están adaptados a condiciones
pasadas
Desenvolvimiento
Especie
Individuos
Condición ambiental
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
temperatura
Cambios erráticos
100
80
60
40
20
0
0
10
20
30
años
40
50
60
Variable ambiental.
Cambios erráticos
tiempo
Individuos, especie
Rta
Rango de tolerancia
Respuestas fenotípicas
Tipos de respuestas poblacionales
AMBIENTE
Espacialmente
homogéneo
No cambia con el tiempo
Población
Todos los individuos son iguales
Presión de selección constante
1 Genotipo
1 Fenotipo
AMBIENTE
Es espacialmente
variable
Se mantiene con el tiempo
Plasticidad fenotípica
Ecotipos y polimorfismos
Genotipo 1
Fenotipo 1
Genotipo 2
Fenotipo 2
Genotipo
Genotipo 3
Fenotipo 3
Genotipo 4
Fenotipo 4
Norma de reacción
Plasticidad: capacidad de un genotipo de producir
distintos fenotipos según las condiciones ambientales
Fenotipo
Plástico
Plástico
No Plástico
Genotipo 3
Genotipo 2
Genotipo 1
Ambiente 1
Ambiente 2
¿Cómo se mantienen los ecotipos y polimorfismos?
La presión de selección debe diferir entre distintos sitios
La presión de selección debe ser suficiente como para
contrarrestar el efecto del entrecruzamiento
AMBIENTE
Espacialmente
heterogéneo
Cambia con el tiempo
Fenotipo 1
Genotipo
Fenotipo 2
Fenotipo 3
Fenotipo 4
Norma de reacción
Según el ambiente
Es importante destacar
No siempre la plasticidad es adaptativa
La respuesta puede ser plástica frente a algunas
condiciones y no frente a otras
La plasticidad puede deberse a respuestas bioquímicas,
fisiológicas, comportamentales, de desarrollo
La reversibilidad de los fenotipos depende del tipo de
repuesta
La plasticidad puede tener costos y puede perderse a lo
largo del tiempo si las condiciones se hacen homogéneas
GEOGRAPHICAL VARIATION IN
LARVAL HOST-PLANT
USE BY Heliconius erato
(LEPIDOPTERA: NYMPHALIDAE)
AND CONSEQUENCES FOR
ADULT LIFE HISTORY
RODRIGUES, D. and MOREIRA,
G. R. P. Braz. J. Biol 62: 321-332.
2002
Diferente tamaño según la región
Diferentes plantas hospederas
según región
Tamaño adulto no heredable
Adultos más chicos menos fértiles
Thalassoma bifasciatum: vive en arrecifes de
coral. Si se establece en grupo con macho adulto
desarrolla en hembra. Si muere el macho adulto
la hembra más grande se convierte en macho
SC Stearns. 1992. The evolution of life histories.
Oxford University press
Las estrategias dependen de la probabilidad de que los
descendientes estén en un ambiente con las mismas
características que los padres.
semilla
Menos probable: plasticidad
Más probable: ecotipo
¿Cómo distingo distintos ecotipos o normas de reacción?
Experiencias de Transplante
Ecotipos
¿Cómo distingo distintos ecotipos o normas de reacción?
Experiencias de Transplante
Plasticidad fenotípica
Estudios de variabilidad genética
Marcadores moleculares. Se compara entre los
grupos distintos
No hay diferenciación
Plasticidad
Hay diferenciación
Ecotipos
Respuestas de los organismos frente a
condiciones adversas
TOLERANCIA: el organismo se mantiene reduciendo los
niveles metabólicos.
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
¿Qué significa extremo?
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 migradoras
Plantas anuales
Formas de resistencia: huevos, pupas, esporas
¿Qué pasa cuando el ambiente cambia con el tiempo?
Cambios cíclicos
Cambios estacionales
Crece pelaje
Tolerancia
Evitamiento
Evitamiento
Las respuestas adaptativas de los organismos frente a las
condiciones ambientales pueden ser de distintos tipos:
FISIOLÓGICAS, MORFOLÓGICAS, COMPORTAMENTALES
Funcionamiento de riñones
Uso de agua metabólica
Fisiológicas
Grasa parda
Mecanismos contra corriente
Hibernación y torpor
Flujo contracorriente
Variación de la temperatura corporal en animales que
hibernan
Figura: Townsend, Harper, Begon. 2000. Essentials of Ecology. Blackwell
Adaptaciones Morfológicas
Pelaje
Depósitos de grasa
Tempe
ratura
> S/V
Forma corporal
Tamaño corporal
Tamaño extremidades
Agua
Forma de hojas
Luz
Tamaño de hojas
Luz
Sombra
< S/V
Adaptaciones Morfológicas
Regla de Bergmann: Tamaño corporal aumenta en especies o
géneros de temperaturas más frías
Variación de tamaños de especies de pingüinos según la
latitud
>latitud, < temperatura
< latitud, >temperatura
>Tamaño implica menor relación superficie/volumen
> Tamaño implica menor superficie de pérdida de calor en
relación al producido
Adaptaciones Morfológicas
Regla de Allen: Tamaño de extremidades se achica en
especies o géneros de temperaturas más frías
Respuestas comportamentales
Comportamiento social
Uso de cuevas
Asolearse
Movimientos
Migraciones
Lagartija carpetana. Vive en zonas montañosas de
España
La temperatura corporal media es de 29,4 ºC
La velocidad de carrera se maximiza a 34,5 ºC
Usa heliotermia y tigmotermia para mantener la temperatura
Cambia de posición para aumentar la incidencia de los rayos solares