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

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 ????

La Biología Evolutiva

- ¿Como se ha construido la teoría evolutiva?Evidencias de la evoluciónDebates sobre la evolución

¿ Qué es la evolución ?evolutio verbo evolvere (lat.): dar vueltas afuera, desenrrollar

Evolución (Biológica) = ¿ Cambio ?

PoblacionalHeredableTiempo

“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)

evolutio verbo evolvere (lat.): dar vueltas afuera, desarrollar

Evolución (Biológica) = Cambio

¿ Qué es la evolución ?

Evolución: Cambio en las frecuencias alélicas de las poblaciones

Mutación

Migración

Deriva

Endogamia

Selección

Fuerzas evolutivas

PRIMERAS VISIONES SOBRE EL ORIGEN

El(los) dios(es) crean las sp

CREACIO

NISMO

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.

CREACIO

NISMO

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

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).

CREACIONISMO

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

Newton (1643-1727): bases mecánicas, ley de la gravitación.

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”

Wallace (1823-1913)Estudio Archipiélago MalacioLe escribió a Darwin!!

- Todos estamos relacionados en un gran árbol de la vida porque hay descendencia con modificación

- La variación observable es resultado de la evolución

- La evolución es gradual

- La evolución es resultado de la 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)

Selección Natural:

Teorías de la historia de la vida:

Creacionista

Transformista Evolución

Creación divina. Basado en la fe de un creador

Deseo o necesidad de perfección mediante el uso y deshuso en un ambiente cambiante

Variación heredable mediante selección natural.

Selección Natural:Selección Estabilizadora o Balanceadora: Elimina ambas colas de la distribución.

tt

Selección Direccional o Purificadora: elimina una de las colas (Biston betularia)

t

Selección disruptiva: elimina la moda.

o

AdecuaciónAdaptación

PostDarwinMendel 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:

Púrpura Blanco

Púrpura (Aa)

Púrpura Blanco

Púrpura (Aa)

X

Blanco (aa)Púrpura (Aa)Púrpura (Aa)Púrpura (AA)

X

X

Pero nadie lo peló!!!!

aa X AA

Aa

¼ AA ½ Aa ¼ aa

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

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 Hardy1908 cartita(una cuartilla)a science:

si AA = Dom.= ppAa = Het = pqaa = Rec. =qq

y siAa 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 !!

Fisher, Wright, Haldane y Mayr= Primera síntesis (teórica)Dobzhansy= Segunda síntesis (empírica y experimental)

Darwin y Mendel tienen razón = “La síntesis”

! 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

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)

Ronald Aylmer Fisher (1890-1962)

Matemático británicoDesarrolla la Estadística (F de fisher, Xi, ANOVA, etc..)EugenéticoSupone que las poblaciones son muy grandes, (muta. y deriva no afectan) y con mucha variaciónSupone 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

La síntesis

John Burdon Sanderson Haldane (1882-1964)

Genetísta británicoComunista y pacifista.Muere en la India.

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”

Sewall Wright(1889-1980)

Genetista gringo

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?

Hermann J. Müller(1890-1967)

Theodosius Dobzhansky(1900-1975)

Casi Nada!!!

Un montón!!!

Genetista gringoAlumno de Thomas Hunt Morgan

Genetista ucraniano migrado a E.U.Colaborador de Thomas Hunt Morgan

Hermann J. Müller Theodosius Dobzhansky

“modelo balanceado de la estructura genética de las poblaciones”

poblaciones e individuos ricos en variación genética.

cada individuo es rico en loci heterócigos, 

mantenidos por selección balanceadora (ventaja del heterócigo)

“modelo clásico de las estructura genética de las poblaciones”

poblaciones e individuos, casi sin variación genética, 

cada individuo es rico en loci homócigos.

la mayor parte de las mutaciones son deletéreas, constantemente eliminadas    por selección natural purificadora.

¿¿¿???¿¿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

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.

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!!!!

Fundamentos de la Evolución Molecular!!

¿Modelo nulo?

Teoría neutralEscuela Neo-clásica

genes en uno o dos díasGENÓMAS en una semana (!!dos días!!)

PROTEOMASy 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

Hawaii

Mex.

MinnesotaTexas

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.

California

Ensatina sp. (especie en anillo)

Las diferencias al interior de una especie pueden ser tan grandes como para producir diferentes especies

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

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 fibrosisno mutantes en fibrosisNo fibrosis

Bosque coservado(con liquen)

Bosque contaminado(sin líquen)

Melanismo industrial en Biston betularia:

(anatomía comparada)Existencia de estructuras homólogas

- Todos los tetrápdos tienen 5 dedos

Las estructuras de los organismos tienen patrones básicos que se podrían explicar si estuvieran relacionados (ancestría común).

homólogas: que tienen = origenanáloga: que tienen = función

Genes Homologos

Las homologías morfologicas y moleculares suelen corresponder.

Amplio registro fósilque apoya idea de homología

Las edades y cantidades defósiles también concuerdan

Por homologías se sugiere:Peces, anfibios, reptiles, mamíferos

¿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.