Ecología General 2012 Facultad de Agronomía

Ecología General

Temas: Evolución y Poblaciones

Ecología y EvoluciónEcología y Evolución

• La selección Natural: Teoría más aceptada.

• Errores más comunes:

• Selección Natural=Evolución

• La supervivencia del más apto.

Selección Natural y EvoluciónSelección Natural y Evolución

• Evolución: Cambios temporales en la frecuencia génica.• Mecanismos:

• Selección Natural• Flujo génico• Deriva meiótica• Deriva génica• “herencia de caracteres adquiridos” (Begon,

Harper y Townsed, 1987)

Ecología General 2010 Facultad de Ecología General 2010 Facultad de Agronomía Agronomía

La selección natural (y La selección natural (y artificial)artificial)

• NO es la supervivencia del más apto, ni del más agresivo, ni del más fuerte.

• NO es la supervivencia, salvo en la selección de genes de resistencia a enfermedades letales.

• Es resultado del mecanismo de reproducción diferencial (ver Ley de Hardy-Veinberg en Genética)

El concepto de eficacia biológica

Definición: La capacidad de un individuo de perpetuar sus genes en el pool génico de su población.

Depende del ambiente total del organismo (otros de su población incluídos)

Varía a lo largo de los gradientes ambientales.

Condiciones de selecciónCondiciones de selección

• Qué tiene que ocurrir para que exista selección?

• Ambiente “favorable” dentro de ciertos límites. (que los individuos de la población se puedan reproducir efectivamente)

• Variabilidad fenotípica producto de variabilidad genética.

Ecología General 2010 Facultad de Ecología General 2010 Facultad de Agronomía Agronomía

Figura 19.4.Figura 19.4. Tres tipos de selección. Tres tipos de selección.

(a) Selección estabilizadora

(c) Selección disruptiva

(b) Selección direccional

Figura 19.1.Figura 19.1. Plasticidad en la respuesta a condiciones ambientales. La espiga Plasticidad en la respuesta a condiciones ambientales. La espiga de agua (Potamogeton) tiene hojas subacuáticas en forma de lanza, que de agua (Potamogeton) tiene hojas subacuáticas en forma de lanza, que responden bien a los movimientos de agua, y hoja anchas en forma de responden bien a los movimientos de agua, y hoja anchas en forma de corazón que flotan en la superficie. corazón que flotan en la superficie.

Hojas sumergidas

Hojas flotantes

Figura 19.5.Figura 19.5. Evidencia de selección direccional en el pinzón mediano del Evidencia de selección direccional en el pinzón mediano del suelo de Darwin, suelo de Darwin, Geospiza fortisGeospiza fortis..

Año

Tamaño poblacional

Abundancia desemillas

Tamaño corporal

Ínice

de

l tam

añ

o co

rpo

ral

Ab

un

da

ncia

de

sem

illas (g

/m2

)

Ta

ma

ño

po

bla

cion

al

0,02

0,04

0,06

0,08

1,0

Tamaño pobl.

Abund. semillas

Tamaño corporal

Ecología General 2010 Facultad de Ecología General 2010 Facultad de Agronomía Agronomía

Figura 19.6.Figura 19.6. Selección disruptiva en tres razas de la mariposa cola de Selección disruptiva en tres razas de la mariposa cola de golondrina africana, golondrina africana, Papilio dardanusPapilio dardanus. .

Modelos no comestibles Hembras miméticas

Macho no mimético

Figura 19.7.Figura 19.7. Formas normales y melánicas de la mariposa polimórfica Formas normales y melánicas de la mariposa polimórfica Biston betulariaBiston betularia descansando en un árbol cubierto de líquenes. descansando en un árbol cubierto de líquenes.

Figura 19.8.Figura 19.8. Una población que se enfrenta a una catástrofe ambiental Una población que se enfrenta a una catástrofe ambiental entra en un cuello de botella. Sólo sobrevive una pequeña muestra del entra en un cuello de botella. Sólo sobrevive una pequeña muestra del acervo genético.acervo genético.

Tiempo

Ta

ma

ño

po

bla

cion

al

Recuperación

Colapso

Cuello debotella

Población insularo cautiva

Ecología General 2010 Facultad de Ecología General 2010 Facultad de Agronomía Agronomía

Figura 19.11.Figura 19.11. Tipos de especiación. (a) La especiación alopátrica o Tipos de especiación. (a) La especiación alopátrica o geográfica tiene lugar cuando dos poblaciones están aisladas una de la geográfica tiene lugar cuando dos poblaciones están aisladas una de la otra durante largos periodos de tiempo. (b) La especiación simpátrica tiene otra durante largos periodos de tiempo. (b) La especiación simpátrica tiene lugar en el centro de una población en un ambiente fragmentado.lugar en el centro de una población en un ambiente fragmentado.

Poblaciónparental

Poblaciónparental

Las poblacionesse separan

Se desarrola elpolimorfismo

Evolucionan losmecanismos de

aislamientoreproductivo

Barrera geográfica

Si desaparece la barrerase forman híbridos

Evolucionan lasrazas genéticas

Aislamientoreproductivo

completo

La especienuevaexplota

el nuevohábitat

Desaparece labarrera: las

especies sonsimpétricas

(a) Alopátrica (b) Simpátrica

Figura 19A Figura 19A La ley de Hardy-Weinberg.La ley de Hardy-Weinberg.

Esperma

0,36 (p2)

0,24 (pq) 0,16 (q2)

0,24 (pq)

Óvulo

0,6 0,4

0,6

0,4

0,36 0,48 0,16

Actividad: discusión de dos textosActividad: discusión de dos textos

• Ecoevo: La Ecología y la Evolución (o la evolución de la Ecología): “Spain is different”

Las PoblacionesLas Poblaciones

• Definición: Conjunto de individuos de la misma especie con probabilidad (mayor que cero) de reproducirse. • En cada generación los individuos de la

población mezclan su material genético.

• El conjunto de genes de la población es el pool génico.

Existen límites entre Existen límites entre poblaciones?poblaciones?

• Escala regional• Barreras físicas:

• Océanos• Desiertos• Cadenas montañosas

• Escala local• Barreras reproductivas

• Incompatibilidad física.• Comportamiento.

• Los conjuntos de individuos que no intercambian genes (se reproducen asexualmente) son poblaciones?• Bacterias y cianofitas.• Pulgas de agua.• Corales.• Gramíneas (macollaje)• Manglares (estacas)

El concepto de eficacia El concepto de eficacia biológicabiológica

• Definición: La capacidad de un individuo de perpetuar sus genes en el pool génico de su población.

• Depende del ambiente total del organismo (otros de su población incluídos)

• Varía a lo largo de los gradientes ambientales.

Características de las Características de las poblacionespoblaciones

• Preguntas acerca de las poblaciones:• Dónde están?

• Cuántos son?

• Disposición espacial de las poblaciones:• Agrupadas

• Al Azar

• Uniforme o regular

DensidadDensidad

• Número o biomasa de individuos por unidad de ambiente.• Ejemplos:

• Tréboles por m2 (g de trébol por m2)• Ciervos por Km2. (Kg de ciervo/Km2).• Pejerreyes por m3 (g de pejerrey/m3).• Daphnias por ml.• Scenedesmus sp/ml.• Escherichia coli /ml.

Tamaño poblacionalTamaño poblacional

• Es el número de individuos de una población en un momento dado.

• Se representa con la letra N. (N=XXX)

Muestreo de poblacionesMuestreo de poblaciones

� Consideraciones estadísticas:

Definiciones:

Censo: Contaje o enumeración completa de los individuos de la población.

Censo muestral: Contaje o enumeración completa de los individuos de la población en una muestra de un área menor a la de la población.

Figura 11.4.Figura 11.4. La dificultad del muestreo. Cada área contiene una población de La dificultad del muestreo. Cada área contiene una población de 16 individuos. Dividimos cada área en 4 unidades de muestreo y elegimos 16 individuos. Dividimos cada área en 4 unidades de muestreo y elegimos unauna aleatoriamente. Las estimaciones serán bastante diferentes, dependiendo de la aleatoriamente. Las estimaciones serán bastante diferentes, dependiendo de la unidad que hayamos seleccionado.unidad que hayamos seleccionado.

Uniforme Aleatoria Agregada

Muestreo de PoblacionesMuestreo de Poblaciones

• Estimador: Valor que representa el parámetro que quiero conocer.

• Exactitud de una estimación: es una medida de cuán cerca se espera que nuestro cálculo se aproxime a la cantidad que está siendo estimada.

• Precisión: Es una medida de la variabilidad con que se puede esperar que estimemos una cantidad.

• Sesgo: Es la diferencia entre el valor estimado por un estimador y la cantidad estimada.

Selección del tipo de muestreoSelección del tipo de muestreo

• 1) Selección de la unidad de muestreo.

• 2) Selección del número de muestras.

• 3) Selección de la técnica de muestreo.

Técnicas de muestreoTécnicas de muestreo

• Con respecto a la disposición de las muestras:

• Al Azar: Las muestras se distribuyen según una ley aleatoria sobre todo el terreno.

• Sistemático: Las muestras se distribuyen regularmente en toda el área.

Técnicas de muestreoTécnicas de muestreo

• Con respecto al área de muestreo:

• Sin estratificar: toda el área de muestreo se considera única.

• Estratificado: Suponiendo que la población tiene diferente densidad en distintas zonas, se divide el área de muestreo en zonas más homogéneas.

Métodos de muestreo para Métodos de muestreo para poblaciones sésiles.poblaciones sésiles.

• Muestreos Areales:

• Método del marco: Cuadrado, círculo o rectángulo que se apoya en el terreno para contar los individuos (o cosechar la biomasa) de la población en estudio.

• Método de la transecta: Se cuentan los individuos a lo largo de un rectángulo con un lado muy pequeño y un lado muy grande.

• Métodos no areales:• Línea de intercepción: se anotan las intercepciones

de los individuos (número o cobertura) sobre una transecta lineal de tamaño conocido.

• Línea de transecta: se anota la distancia de los individuos hasta una línea (también puede ser usado para móviles con otras fórmulas).

• Métodos del vecino más cercano:• Punto al vecino más cercano• Vecino más cercano• Cuadrantes centrados

Ej: Métodos no arealesEj: Métodos no areales

Métodos de contaje directoMétodos de contaje directo

• Mapeo territorial: Se hace un censo total de los territorios de los individuos, y se realiza un mapa.

• Censo total: Generalmente para animales o vegetales grandes y escasos (ciervos, Guanacos, Yacarés, etc.)

• Captura total o exterminación.

Métodos de captura y recapturaMétodos de captura y recaptura

• Método de Lincoln: Se captura una muestra de individuos, se los marca y se los devuelve a su ambiente. Luego se recapturan nuevamente y se anotan los marcados y no marcados. El tamaño poblacional se calcula por regla de tres simple.

• Método de la triple captura: 1) Captura y marcado 2) recaptura y marcado 3) nueva captura.

• Existen otros: Multiple marcado y recaptura; Máxima verosimilitud.