Nuevas perspectivas para el uso de filogenias en ecología. Pedro Jordano Estación Biológica de Doñana, CSIC

Transcripción

1 Nuevas perspectivas para el uso de filogenias en ecología Pedro Jordano Estación Biológica de Doñana, CSIC Curso de doctorado. Biogeografía y Evolución

2 Filogenia: traza de la historia A B C Tiempo (my) Nuevas estimas de biodiversidad Método comparativo Coevolución Geografía de la variabilidad genética

3 Diversidad filogenética (I) Diversidad filogenética (PD): medida como longitud de las ramas (tiempo, my). Tiempo al split más reciente. PD[B,C] = 15 A B C Tiempo (my) PD= 15

4 Diversidad filogenética (II) 55% 22% Primates Carnívoros Sechrest et al. 2002, PNAS

5 Cranívoros y Primates - Hotspots Diversidad filogenética (PD) Clado Azar Carnívoros amenazados Carnívoros Primates amenazados Primates Tiempo (my)

6 Top 25 hotspots de diversidad; 70 % de historia Primates evolutiva > 70 my my my my my my my 0-10 my sin spp. endémicas Carnívoros

7 Tasa de evolución c b a a A B C Tiempo (my) Tasa = (X B X C ) 2 2a Peso Gestación Edad madurez Strepsirh 9,36 7,05 8,28 Platyrh 7,72 5,59 7,39 Cercopi 9,35 5,76 7,96 Colobin 9,27 6,98 9,92 Homin 8,15 6,31 7,29 P 0,03 0,07 ns Primates - Purvis et al. 2002

8 Método comparativo (I) Y X a b c d e f CONTRASTS IN Y a-b c-d e-f CONTRASTS IN X Error Tipo II Error Tipo I Y Y X X

9 Síndromes de dispersión Aves pequeñas Drupas Arilos Aves grandes Murciélagos Bayas de pequeñas semillas, catkins, higos De gran semilla, protegidos Primates Ungulados Gauthier-Hion et al Roedores Nueces

10 Diversidad de frutos

11 Características de los frutos Principal Component Axis Viscaceae Caprifoliaceae Lauraceae Myristicaceae Solanaceae Myrtaceae Celastraceae Melastomataceae Palmae Ebenaceae Moraceae Flacourtiaceae Principal Component Axis 1 Fruit size Lipids, energy Nonstr. carbohydrates

12 Evolución correlacionada Fruit trait Seed disperser trait (e.g., increased participation of mammals)

13 Contrastes independientes FRUIT TRAIT CONTRASTS Fruit length Fruit diameter Percent water in pulp Lípids DISPERSER TYPE CONTRASTS

14 Frugivoría en Sylvia Sylvia sarda undata deserticola melanothorax cantillans ruepelli melanocephala mystacea conspicillata communis nisoria curruca leucomelaena hortensis minula nana borin atricapilla Frugivoría Esporádica Frecuente Intensiva

15 Correlaciones Contrastes filogenéticamente independientes Variable ß t P Peso corporal 0,384 2,651 0,03* Anchura boca 0,835 2,969 0,02* Molleja -0,018-0,145 NS Tiempo Tránsito 0,160 2,677 0,07~ Long. Intestino 0,443 0,542 NS Hígado 0,391 2,910 0,04* Tasa paso (mm/ -0,140-2,020 NS Variable dependiente : % frutos en dieta (volumen).

16 Coevolución (I) Escenario de Ehrlich-Raven Otros modos de coevolución Filogenias y evolución de los mutualismos obligados

17 Coevolución: Ehrlich & Raven 1. Las plantas producen nuevos compuestos secundarios (por mutación, recombinación). 2. Estos nuevos compuestos alteran la utilidad del alimento. 3. Las plantas experimentan radiación evolutiva en nuevas zonas adaptativas. 4. Los insectos evolucionan nuevos mecanismos de detoxificación. Plantas nutricias Insectos 5. Los insectos muestran radiación evolutiva en las nuevas zonas adaptativas.

18 Concordancia de filogenias Geomyidae y sus parásitos Mallophaga (Hafner et al. 1994) Regla de Farenholz: especiación aprox. simultánea

19 Coevolución (II): otros modos Cladogénesis simultánea Colonización Filogenias concordantes Colonización parcial

20 Coevolución (III): Mutualismos obligados Tegeticula Greya

21 Coevolución (III) Prodoxidae Tegeticula Parategeticula Greya Oviposición en flores Mutualismo obligado: Especificidad local Oviposición floral Destrucción parcial de semillas Polinización Destrucción de semillas limitada Polinización

22 Geografía de variabilidad genética (I) Filogeografía Especies relictas y patrones de recolonización post-pleistocénica Prospectiva de cambios en áreas de distribución

23 Geografía de la variabilidad (I) Frangula alnus - Hampe et al Mol. Ecol.

24 Geografía de la variabilidad (II) Norte Europa Península Ibérica Balcanes N. Africa Anatolia

25 Conclusiones Filogenias: modelos explícitos del tempo y modo de la evolución Rastrear rasgos ecológicos en el tiempo evolutivo Incrementar el rigor del método comparativo Estudio de la génesis de la biodiversidad Incorporar estimas de las tasas de evolución de rasgos ecológicos (life history)