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Evolución vegetal
Unidad 1. Biología de poblaciones Teoría: Juan Arroyo
Departamento de Biología Vegetal y Ecología, Universidad de Sevilla
Curso 2011-12
Tema 1 • A. Historia del concepto de población
– Esencialismo y Tipologismo: desde Platón a Linneo, descubriendo tipos y patrones
– Poblacionismo: la revolución mecanicista de Darwin y Wallace
• “Evolución como proceso” • “Relación Antecesor-Descendiente” • “Gradualismo”. • “Especiación poblacional” • “Selección natural”
• B. Peculiaridades de las poblaciones vegetales
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Especiación poblacional
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
(Futuyma 1998)
Especiación poblacional. Antecedentes
• Acumulación de evidencias sobre desviaciones del patrón
• Economía: Thomas Malthus “Essay on the Principle of Population” (1798)
• Matemáticas: P.F. Verhulst (1839), Ecuación logística
• Antropología: L. Quetelet (1842), ajuste de variaciones poblacionales a curvas normales
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Variación poblacional. Consecuencias: demografía
• Demografía ecológica de plantas: todos los genotipos tienen igual probabilidad de éxito/muerte – Nagëli (1874) – Sukatschew (1928) – Clements (1929) – Tansley (1917) – Harper (1977)
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Variación poblacional. Consecuencias: Síntesis Moderna
(Neodarwinismo, Teoría Sintética, Síntesis Evolutiva)
• Compatibilización entre genética mendeliana y selección natural y gradualismo (8/20 principios basados en biología y genética de poblaciones: no todos los genotipos tienen las mismas posibilidades de sobrevivir)
• Evolución: cambios en las frecuencias alélicas
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Retos al Neodarwinismo • Neutralismo (M. Kimura, años 60) (genética de
poblaciones) • Equilibrio puntuado (S.J. Gould y N. Eldredge, años 70)
(macroevolución) • Niveles de selección (W.D. Hamilton, G.C. Williams, años
60) (genética poblacional teórica, selección de especies) • “Evo-Devo” (S. Oyama, años 80) (restricciones del
desarrollo)
Any criticism of the synthetic theory that turned out to have some substance was subsumed in a modified version of this theory. Instead of being a weakness, this
ability to change is one of the chiefs strengths of the synthetic theory of evolution. As in the case of species, scientific theories evolve (D.L. Hull 2002)
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
“Una población es una colección de individuos que están suficientemente cercanos como para reproducirse entre ellos. La asunción implícita es que los genes fluyen entre los individuos (...). En la práctica, una población usualmente es cualquier colección de individuos de la misma especie distribuidos más o menos contiguamente” (Akçakaya et al. 1999)
Las poblaciones no son homogéneas en ninguno de sus dos componentes básicos: genético y espacial, sino que están estructuradas
Estructura genética: variaciones en las frecuencias génicas Estructura espacial: variaciones en densidad de individuos Estructura de edades Estructura de tamaños
En conclusión...
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Tema 1 • A. Historia del concepto de población
– Esencialismo y Tipologismo: desde Platón a Linneo, descubriendo tipos y patrones
– Poblacionismo: la revolución mecanicista de Darwin y Wallace
• “Evolución como tal” • “Relación Antecesor-Descendiente • “Gradualismo”. • “Especiación poblacional” • “Selección natural”. El medio (impredecible)
promociona o descarta los individuos que no se ajustan a sus condiciones, gracias a su reproducción diferencial.
• B. Peculiaridades de las poblaciones vegetales
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
B. Particularidades de las poblaciones vegetales
• Crecimiento meristemático – Localización: ápices de tallos y raíces, axilas de
hojas, cambium de dicots y gimnospermas – Predeterminación de su función
• Meristemos que originan tallos originan nuevos meristemos
• Meristemos florales no originan nuevos meristemos
• Inmovilidad
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Meristemos
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Arquitecturas
Salix herbacea Salix pentandra
Cyperus alternifolius
Trifolium repens
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Arquitectura genética y reproductora de las plantas
(crecimiento meristemático horizontal)
• “Genet”: individuo resultante de una semilla que es genéticamente idéntico en todos sus módulos
• “Ramet”: módulos de un mismo genet, parcial o totalmente independientes
• Semelparismo (monocarpia) • Iteroparismo (policarpia)
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Consecuencias
• El éxito reproductor depende del tamaño (nº de módulos) y la edad (continua producción de meristemos)
• Dificultad en la asignación de la identidad de genets vs. ramets
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
B. Particularidades de las poblaciones vegetales
• Crecimiento meristemático – Localización: ápices de tallos y raíces, axila de
hojas, cambium de dicots y gimnospermas – Predeterminación de su función
• Meristemos que originan tallos originan nuevos meristemos
• Meristemos florales no originan nuevos meristemos
• Inmovilidad
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Inmovilidad
• SÍ: Estrategias de tolerancia y resistencia pasiva frente a interacciones negativas bióticas (e.g., herbivoría) y abióticas (estrés)
• NO: Movimiento de genes – Vía polen: intercambio genético entre poblaciones
existentes. Consecuencia: estructuración genética poblacional
– Vía semillas: además, fundación de nuevas poblaciones (dinámica poblacional regional). Consecuencias: expansión de área y estructuración genética poblacional
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Sistemas y patrones de dispersión
Marcadores moleculares
Modelado inverso
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones
Para saber más... • Akçakaya H.R., M.A. Burgman & L.R. Ginzburg, 2001. Applied
population ecology. 2nd ed. Sinauer, Sunderland • Crawley M.J., 1997. Plant Ecology. 2nd ed. Blackwell, Oxford. • Futuyma D.J., 1998. Evolutionary Biology. 3rd ed. Sinauer, Sunderland • Harper J.L., 1977. Population Biology of Plants. Academic Press,
London • Hull D.L., 2002. History of Evolutionary Thought. In: M. Pagel (ed.)
Encyclopaedia of Evolution. Oxford University Press, Oxford. • Mayr E. 1982. The Growth of Biological Thought. Harvard University
Press, Cambridge. • Milner R., 1995. Diccionario de la Evolución. Biblograf, Barcelona. • Silvertown J. & D. Charlesworth, 2001. Introduction to plant population
biology. Blackwell, Oxford
Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones