Ecología Ecología Molecular y Molecular y Evolución Evolución GenéticaGenética

Bgo MSc Carlos YabarDr. Fernando Durand Concha

La primera técnica que todas las demás necesitan es la extracción del ADN, y para ello es necesario purificarlo desde cualquier tejido aunque usualmente se hace a partir de sangre. Se basa en una serie de lavados de la muestra y agregado de proteinasas que eliminan las proteínas del medio, detergentes para elminar las membranas plasmáticas y luego ir purificando el ADN de esa mezcla de ARN proteínas y restos celulares.

Así se ve el ADN recién extraído en alcohol.

la podemos definir como :El empleo de herramientas moleculares para resolver problemas ecológicos.

Ecología Molecular

La Ecología Molecular incide a todos los niveles de análisis de la ecología moderna: a nivel de las poblaciones, para definirlas, para conocer su historia y sus parámetros evolutivos, paternidades, adecuaciones y flujo génico

Es una disciplina relativamente nueva, que se inició en los años 80. La primera revista científica dedicada al tema apareció en 1992

La Ecología Molecular se ha enfocado al uso de marcadores genéticos para resolver problemas poblacionales.

Y trata de resolver los problemas clásicos de laecología de poblaciones: ¿como definir una población?; ¿donde acaba y donde inicia?; ¿como definir a las especies?; ¿como analizar a las poblaciones hibridas? y ¿cuales son realmente las especies que les dieron origen?

DNACromosoma

Individuo

Alelo a un locus

Población

Especie

Marcadores Moleculares

También es muy importante mencionar un avance que consideramos critico dentro de la Ecología Molecular: el estudio de los Metagenomas. La idea de Metagenoma es muy básica, de fuerza bruta: secuenciar el genoma completo de todos los organismos de un lugar. Lo que generalmente se hace es juntar una muestra de agua, sedimento o suelo, separar a los procariotes (ya que el genoma de los eucariotes es demasiado grande para ser secuenciado de esta forma) y de estos organismos secuenciar una muestra, mas o menos aleatoria, de este totalde ADN.

La idea es que con este método se podría saber no solo los genes, sino a partir de su análisis tener una idea de las funciones bioquímicas que realizan los organismos y así inferir como esta funcionando el ecosistema. Es decir, a partir de los genomas hacer inferencias ecológicas a nivel ecosistema y fisiología (además de aportar datos sobre la diversidad, abundancia, filogenia y evolución de todos los microorganismos de una localidad).

Homo Sapiens

Homo Habilis

Homo Erectus

Homo Floresiensis

Evolución Evolución GenéticaGenética

Las dos ideas principales derivadas de la teoría Darwin Wallace sobre la evolución de las especies señalan que los organismos son producto de una historia evolutiva, es decir, a partir de modificaciones de un ancestro en común.

Además, que el mecanismo principal de la evolución es la selección natural de estas variaciones hereditarias (Futuyma, 1986).

Dos tipos de selección:

La selección positiva adaptativa es el mecanismo evolutivo mediante elcual nuevos mutantes poseen adecuaciones mayores que el promedio de lapoblación, y las frecuencias de dichos mutantes se incrementan en la siguiente generación (Li, 1997) (promueve la diversidad genética)

la selección negativa los nuevos mutantes poseen adecuaciones menores que el promedio de la población, y la frecuencia de estos mutantes disminuye en las siguientes generaciones (Li,1997). (disminuye o purga la diversidad genética)

Ejm: mutación CCR5 delta 32: resistencia al VIH y otros agentes

Ejm: bajo peso pre-natal: mayor probabilidad de enfermedad y muerte

EcofisiologiaEcofisiologia

Dr. Fernando Durand Concha

“ adaptación del hombre a su entorno”

Tipos Adaptaciones Biológicas

Adaptación Psicológica

Adaptación Social

Son los cambios morfológicos y fisiológicos que sufre un organismo ante las condiciones cambiantes del medio

Son los cambios que los individuos sufren, ya sean en su manera de pensar y en su conducta, ante las nuevas condiciones ambientales

Son las modificaciones de la vida de los organismos, en cuanto cambian sus propias condiciones de relación (trabajo, estudio, vecindad, etc.)

Adaptación a la altura

45% 60%

ADAPTACION BIOLOGICA

Tórax amplio

Otro ejemplo:Adaptación anatómica al viento

ADAPTACIÓN PSICOLÓGICA

Son los cambios que los individuos sufren, ya sean en su manera de pensar y en su conducta, ante las nuevas condiciones ambientales

ADAPTACIÓN SOCIAL

Son las modificaciones de la vida de los organismos, en cuanto cambian sus propias condiciones de relación (trabajo, estudio, vecindad, etc.)

ADAPTACION A LA TEMPERATURA

Sechura- PiuraPuno

Ante el calor:aumento de la pérdida de calor interno- vasodilatación- transpiración (producción de sudor)

Respuestas FisiológicasRespuestas Fisiológicas

Ante el frío:disminución de la pérdida de calor interno- Vasoconstricción

aumento de la producción de calor- tiriteo- termogénesis sin tiriteo

ADAPTACION A LA ADAPTACION A LA RADIACION SOLARRADIACION SOLAR

determinación genética: varios pares de genes.

determinación ambiental: exposición a radiación solar produce oscurecimiento de la piel (bronceado)

Principal pigmento determinante del color de la piel: melanina (formada en unas células especializadas, llamadas melanocitos, situadas en la capa basal de la epidermis)

EFECTOS BIOLOGICOS DE LA RADIACION UV EFECTOS BIOLOGICOS DE LA RADIACION UV

BeneficiososSíntesis de vitamina

D.

Bronceado

PerjudicialesDaña a las glándulas sudoríparasQuemaduras solares = Aumento

riesgo infección.Cambios degenerativos en

dermis y epidermis que pueden desembocar en cáncer de piel

Destrucción de nutrientes (ej. folato)

Melanina = Filtro protector

Considerando las poblaciones nativas o anteriores al s.XVI, según mapa de R. Biasutti de 1940. (Barsh 2003)

Mapa de distribución de los seres humanos según el tono de piel

La agrupación en razas humanas no está exenta de polémicas que cuestionan su uso; incluso los antropólogos especialistas no se han puesto de acuerdo con la existencia misma de las razas humanas, pues muchos sostienen que la raza humana es una sola. Lamentablemente el racismo ha manipulado los estudios históricos

Una adaptación genética permite a los tibetanos vivir en las montañas más altas  17/05/2010un estudio realizado por investigadores de la University of Utah School of Medicine, de Estados Unidos, y de la Escuela Médica de la Universidad de Qinghai, de China, con un total de 75 tibetanos que vivían en una aldea situada a 4.470 metros sobre el nivel del mar, ha desvelado el misterio.

Los investigadores encontraron evidencias de que esta variación genética afecta al menos a 10 genes, dos de ellos relacionados con la hemoglobina, Este descubrimiento podría servir, según los científicos, para desarrollar terapias para ciertas enfermedades, como la hipertensión pulmonar o el edema cerebral y pulmonar.

Al parecer, miles de años de selección natural han propiciado que los genes de los habitantes de esta región de Asia evolucionaran hasta generar un procesamiento específico del oxígeno, que les ayuda a sobrevivir en este entorno.