BARRERAS PARA EL FLUJO GÉNICO O BARRERAS REPRODUCTIVAS

Transcripción

1 BARRERAS PARA EL FLUJO GÉNICO O BARRERAS REPRODUCTIVAS

2 Author: Frank Dicksee ( ) Wiki Commons. File:DickseeRomeoandJuliet.jpg

3 Cladogénesis Anagénesis Transferencia horizontal Eventos de especiación Author: Barth F. Smets (2005)

4 BARRERAS PRECIGÓTICAS

5 Leopard frog (Rana pipiens) Woodfrog sylvaticus (Woodfrog).jpg

6 Aislamiento temporal: La rana de la madera cria al Leopard frog (Rana pipiens) final del invierno, mientras que la rana leopardo cria a inicios de la primavera. Woodfrog sylvaticus (Woodfrog).jpg

7 Miconia calvescens Aislamiento temporal

8 Miconia calvescens Aislamiento temporal: Los tiempos de floración y fructificación de especies simpátricas de Miconia son diferentes.

9 Miconia calvescens Chrysoperla carnea Aislamiento comportamental, morfológico, temporal Chrysopa perla Fuente: Wiki Commons, File:Chrysoperla carnea larva02.jpg Fuente: Wiki Commons, File:Chrysopidae - Chrysoperla carnea-1.jpg Fuente: Wiki Commons, File:Chrysoperla carnea larva02.jpg

10 Miconia calvescens Chrysoperla carnea Aislamiento comportamental, morfológico, temporal: Chrysoperla carnea y C. downesi. Son genética y morfológicamente muy similares, pero ocupan hábitats diferentes; sus colores son diferentes, asociados a sus hábitats y crian en épocas diferentes del año. Chrysopa perla Fuente: Wiki Commons, File:Chrysoperla carnea larva02.jpg Fuente: Wiki Commons, File:Chrysopidae - Chrysoperla carnea-1.jpg Fuente: Wiki Commons, File:Chrysoperla carnea larva02.jpg

11 Gasterosteus aculeatus

12 Gasterosteus aculeatus Aislamiento por hábitat: Las poblaciones son simpátricas pero prefieren diferentes micro-hábitats.

13

14 Aislamiento por comportamiento: Las parejas potenciales se encuentran pero no se reproducen debido a diferencias en rituales de apareamiento y/o diferentes dinámicas de selección sexual. Sistema específico de reconocimiento de pareja.

15 Señales visuales (insectos, peces, aves) Patrones de color (aves) Ornamentos (insectos, aves, mamíferos) Feromonas (insectos) Autofertilización (plantas)

16 Laurus argentatus Laurus fuscus Author: Tomasz Sienicki (2004)

17 Caracteres sexuales secundarios Figure 48 from The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex by Charles Darwin.

18 Aislamiento Mecánico: Acoplamiento estructural imperfecto entre los órganos sexuales. Mecanismo más importante en plantas que en animales (acoplamiento entre flores y polinizadores). ata.jpg. Auithor: Alfindra Primaldhi (2009). Nepenthes jamban and N. lingulata

19 Incompatibilidad de gametos: Se basa en el mecanismo de reconocimiento de esperma y óvulos al nivel de las proteínas de membrana. Es importante especialmente en animales acuáticos de fertilización externa (invertebrados marinos y peces). Author: Linda Wade (1994)

20 BARRERAS POSTCIGÓTICAS

21 Híbridos

22 Inviabilidad de híbrido: Hay baja supervivencia del híbrido, especialmente durante los estados embrionarios. Esterilidad del híbrido: El huevo fecundado se desarrolla en un adulto sano, pero estéril. Segregación de gametos aneuploides durante la meiosis. Diferentes asociaciones de genes en los cromosomas de los progenitores.

23 Regla de Haldane J.B.S. Haldane, en Oxford UK, J.B.S. Haldane (1922) Sex-ratio and unisexual sterility in hybrid animals. J. Genetics 12,

24 Hibridación Hibridación: reproducción entre poblaciones genéticamente diferentes. Zona hibrida: región de contacto y reproducción entre poblaciones genéticamente distintas.

25 The M. m. musculus/m. m. domesticus hybrid zone in Europe. (a) The course of the zone is shown as bold line and the location of the study area as shaded rectangle. (b) The detail of the study area with sampling sites indicated. Macholán et al. BMC Evolutionary Biology :271 doi: / /content/download/figures/ jpeg Copyright 2008 Machol n et al; licensee BioMed Central Ltd.

26 Allele frequencies across the field area. Frequencies of musculus (red) and domesticus (blue) alleles are shown for the X chromosome marker (a), Y chromosome (b), and mtdna (c). Genetic conflict outweighs heterogametic incompatibility in the mouse hybrid zone? BMC Evol Biol Oct 3; 8:271 Copyright 2008 Machol n et al; licensee BioMed Central Ltd. The pies are proportional to sample sizes. The bold lines indicate orientation of the X and Y fronts, respectively, estimated using the PAVA algorithm; the X marker orientation is almost identical to that of the consensus over all loci. M and D denote musculus and domesticus regions delimited by the green line.

27 Liger

28 Híbridos entre gallina común (Gallus gallus) y gallina de guinea (Numida meleagris), a la izquierda y entre gallina de guinea y pavo real (Pavo cristatus) a la derecha.

29 Zona Híbrida

30 una población continua es dividida por una barrera geográfica (vicarianza).

31 Las poblaciones aisladas se diferencian (especiación alopátrica).

32 La barrera desaparece y las poblaciones se expanden.

33 Las poblaciones entran en contacto y se entrecruzan en la zona de contacto.

34 Posibles destinos de una zona híbrida podría mantenerse indefinidamente a través de la acción permenente de la selección natural, la cual mantendría la gradación en la frecuencia de alelos.

35 La selección natural podría favorecer alelos que refuerzan el aislamiento precigótico o los híbridos podrían tener menor eficacia biológica aislamiento completo de las diferentes poblaciones.

36 La selección natural podría favorecer los alelos que incrementan la adaptación de los híbridos. En este caso las barreras postcigóticas podrían desaparecer y las semiespecies se fusionarían en una sola.

37 Los híbridos aislarse reproductivamente de las especies parentales y convertirse en una tercera especie.

38 Drosophila repleta El número de diferencias moleculares entre dos especies hermanas es proporcional al tiempo de divergencia.

39 Reloj molecular La distancia genética D entre dos especies puede ser utilizada para estimar el tiempo de divergencia entre ellas

40 Las barreras pre y poscigóticas aumentan gradualmente con el tiempo de divergencia entre poblaciones. El tiempo requerido para el aislamiento reproductivo completo varia; en Drosophila se alcanza cuando 0.3 < D < 0.53 (apróx. 1,5-3,5 Ma). Las barreras precigóticas evolucionan más rápido entre poblaciones simpátricas (selección sexual).

41 Sculpture "Heart of Steel (Hemoglobin)", 2005, Weathering steel and glass, height: 5 (1.60 m), location until Fall 2007: City of Lake Oswego, USA. Wiki commons. File:Heart of Steel (Hemoglobin).jpg

42 El gene que codifica para la proteína alfa-globina (un componente de la hemoglobina sufre cambios a una tasa de 0.56 cambios por par de bases por mil millones de año. Por tal regularidad, el gene puede ser usado como un reloj molecular. Wiki commons. File:Hemoglobin.jpg

43 Sumario

44 Mecanismos de aislamiento reproductivo Barreras biológicas que previenen el intercambio de genes entre dos o más poblaciones: - Precigóticas: previenen o reducen la probabilidad de formar cigotos híbridos. - Postcigóticas: reducen la supervivencia o la reproducción de organismos híbridos.

45 Barreras al flujo génico (Futuyma, 1998, 2005) 1. Barreras precigóticas (mecanismos de aislamiento precigótico o precópula). A. Las parejas potencial (aunque en simpatría) no se encuentran. a. Aislamiento temporal (por estaciones o período del día). b. Aislamiento del hábitat. B. Las parejas potenciales se encuentran pero no cópulan (aislamiento comportamental o sexual). C. Ocurre la cópula pero no hay transferencia de los gametos del macho (aislamiento mecánico). D. Hay transferencia de gametos, pero el huevo no es fertilizado (incompatibilidad gamética).

46 2.Barreras postcigóticas (mecanismo de aislamiento postcigótico o poscópula). A. el híbrido F1 tiene viabilidad reducida (inviabilidad del híbrido). B. el híbrido F1 es viable, pero tiene fertilidad reducida (esterilidad del híbrido). C. viabilidad o fertilidad reducida en F2 o de retrocruces.

47