Genética de poblaciones

Transcripción

1 Genética de poblaciones Venados B.C. vs Chihuahua Misma poblacion? Población.- Grupo de individuos de una misma especie que habitan un espacio comun. Ecológica..y entre los cuales existe una alta probabilidad reproductiva. Genética.y los cuales comparten un mismo pool (o reservorio) genético.

2 Pertenecen a una misma población? n Islas de Baja California n n n n Caracteristicas n n n n Patiria miniata Megathura crenulata Mismas especies? Bentónicos de baja movil. Fertilización externa Dispersión larvaria Subpoblaciones

3 LAS CARACTERISTICAS POBLACIONALES CAMBIAN EN ESPACIO Y TIEMPO Metapoblación Conjunto persistente de subpoblaciones Subpob Extinción Colonización Subpob Subpob Mayor Conectividad=mayor similitud. Subpob La metapoblación persiste a pesar de las extinciones y colonizaciones de las subpoblaciones que la componen.

4 LAS POBLACIONES Y SU CONECTIVIDAD Reducción de hábitat y fragmentación TamañosCOMMUNITY poblacionales reducidos!!! n KELP Barreras física Contaminación Sobrepesca Corredores perdidos Contaminación Cacería

5 Los organismos de una población pueden ser diferentes en su fenotipo (e.g. características físicas) y/o en su genotipo (información genética). Imagine a la variabilidad genética como una bolsa de chocolates M&M que cada individuo posee con frecuencias de colores que las de otros. La variabilidad genética existe: Dentro del individuo (su bolsa de chocolates diversos). Dentro de la subpoblación (entre individuos). Dentro de la Metapoblación (entre las subpoblaciones). UNA MAYOR VARIABILIDAD GENETICA AUMENTA LAS OPCIONES PARA LA SELECCIÓN NATURAL Y MAYOR POTENCIAL EVOLUTIVO. GENETICA DE POBS.-Estudia la variabilidad genética de las pobs. y sus causas.

6 Fundadores de la teoría de la evolución Charles Darwin Alfred Russell Wallace Darwin El origen de las especies: A través de la selección natural

7 Orígenes de la Ecología Evolutiva Moderna Darwin (1859).- Observación diversidad natural. Teoría de la Evolución. Ancestro común. Mecanismo = Selección Natural. Medio ambiente selecciona. Mecanismo de la herencia..? Mendel (1866).- Experimentación. Selección artificial (ejem. domesticación). Principios de herencia genética. Genética Mendeliana y hasta 1940s ADN

8 Algunos conceptos: -Células - mitocondrias, núcleos cromosomas -ADN -Genes.- Unidades fundamentales para la herencia. -Secuencias de nucleótidos en moléculas de ADN, sus cambios producen variación genética (posibles por mutaciones o recombinaciones). -Genes específicos (genotipos) codifican fenotipos (e.g. tipo de sangre). -Alelos.- Formas alternativas de un gen (e.g. color blanco o negro del pelo en conejos). - Pool genético.- La totalidad de la información genética de una población. -La evolución: -Concepto tradicional.- Cambio en una población a lo largo del tiempo. -Concepto genético.- Cambio en las frecuencias génicas de una población.

9 Algunos conceptos: Las características fenotípicas no se heredan sino las genéticas La selección natural actúa sobre: El individuo. Con base en el fenotipo Las unidades de evolución son: Las poblaciones. (los individuos no evolucionan).

10 PARA QUE LA SELECCIÓN SE REQUIERE NATURAL OCURRA VARIABILIDAD GENETICA POBLACIONAL SOBREPRODUCCION DE INDIVIDUOS FACTOR AMBIENTAL SELECTIVO ABIOTICO O BIOTICO SOBREVIVENCIA DEL MAS APTO CARÁCTER HEREDITARIO TRANSMITIDO PREDOMINANCIA DEL GEN HEREDADO EN POB.

11 Los pinzones de las Galapagos Darwin observó una diversidad de formas y estilos de vida (13 especies) Intentó correlacionar las variaciones en los rasgos con los retos ambientales. Concluyó que eran el resultado de la selección natural en ambientes diferentes.

12 Selección natural Un diferente éxito reproductivo. Resulta en cambios en los organismos influidos por su medio ambiente (abiótico y biótico). Crea adaptaciones

13 La diversidad en las poblaciones 1. Variación fenotípica.- Base sobre la que actúa el medio ambiente durante el proceso de selección natural. (Experimentos de jardín común permiten dilucidar factores causales). Partes altas de la region Partes bajas de la region Casos: Subpoblaciones FENOTIPO GENOTIPO = = = = = Igual en pob. # Diferente en pob.

14 La diversidad genetica cambia debido a: 1.- Mutación.- Vía principal de todo cambio, proceso lento con pocos efectos por generación. 2.- Flujo génico (migración).- Disminuye diferencias entre poblaciones e incrementa variabilidad dentro de las poblaciones receptoras. 3.- Deriva genética.- Cambios aleatorios particularmente relevantes en poblaciones pequeñas (disminuye diversidad e.g. Picea Chihuahuana y pobs. insulares). 4.- Apareamiento no aleatorio.- Positivo ( iguales) o negativo ( diferentes). Endogamia reduce diversidad. 5.- Selección natural.- Se expresa como diferencias en éxito reproductivo. Puede aumentar o disminuir la diversidad génica.

15 La ley de Hardy-Weinberg Ayuda a identificar las fuerzas evolutivas que pueden modificar las frecuencias génicas en las poblaciones. Asume: No selección, mutaciones o migraciones, apareamiento aleatorio y grandes números de individuos. Establece que bajo las suposiciones cumplidas, las frecuencias alélicas de una población permanecen constantes (equilibrio). Siendo p y q las frecuencias de dos alelos (dominante y recesivo), las frecuencias de los genotipos bajo H-W se describe por: P 2 + 2pq +q 2 = 1 LO IMPORTANTE: Cuando no se cumple, entonces permite investigar cuales fuerzas están actuando.

16 LA EVIDENCIA: LAS POBLACIONES PRESENTAN UN ELEVADO POTENCIAL PARA LA EVOLUCIÓN (VARIACIÓN GENÉTICA). ENTONCES PORQUE NO PRESENCIAMOS CAMBIOS EVOLUTIVOS FRECUENTES?

17 Posible explicación: Selección estabilizadora (de fenotipos) Tres tipos de selección natural ademas de selección sexual: 1.- Estabilizadora (dist. normal). 2.- Direccional (normal sesgada). 3.- Disruptiva (bimodal). **Nota: Pero, también existen evidencias recientes de evolución rápida (e.g. virus ante antibióticos, mariposas ante contaminantes).

18 Principales consecuencias genéticas de la disminución del tamaño poblacional Tamaño poblacional minimo aceptable = 500 individuos Menor variabilidad genética (Elefante marino en I. Gpe) y reducción de las probabs. de sobrevivencia a cambios en corto (ejem. cambio climático) y largo plazo (evolución). Mayor endogamia, aumento en homocigosis (+ alelos letales) y disminución en fecundidad y sobrevivencia. Opciones: Cruza con individuos de otras poblaciones. Caso lobo mexicano (Kalinowski et al. 1999) aunque criticable por hibridización, pérdida de adaptaciones locales, etc.

19 Selección artificial como análoga a la selección natural Vs. Ademas de reducir las poblaciones, que otros efectos hay de la caza o pesca selectiva?

20 Aportaciones de la genética de poblaciones Antes Dist. y abundancia. Tamaño poblacional. Demografía. Tallas. Edades. Mismas poblaciones? Ahora Sana? Variabil. Genética. Conectadas? Manejo conjunto? Tamaño efectivo?

21 FIN