UN IDIVIDUO NO CUENTA TODA LA HISTORIA
LOS GRUPOS DE ORGANISMOS LA OTRA PARTE DE LA HISTORIA
ECOLOGIA DE POBLACIONES
POBLACION Grupo de organismos de la misma especie que potencialmente pueden interactuar y entrecruzarse, y que viven en el mismo lugar al mismo 7empo
LA ESPECIE Grupo de poblaciones real o potencialmente interfer3les, reproduc3vamente aisladas de otros grupos Tipos Especies SIMPATRICAS: Mismo territorio y 3empo (hibridación?) Especies ALOPATRICAS: Diferente territorio y/o 3empo
Especiación Especiación SIMPATRICA: En el territorio resultado de polimorfismo) Especiacion ALOPATRICA o Geografica: Resultado de formacion de barreras, aislamiento
A
Población parental
Separación poblacional
Evolución mecanismosde asilamiento reproduc3vo Asilamiento Reproduc3vo total SI desaparece barrera, entonce 2 especies Simpátricas
A
A
A’
A
A’’
A
B
A B B A Especiación ALOPATRICA
A
A
A
Población parental
Desarrollo polimorfismo Evoluciona raza gené3ca
La nueva especie explota el nuevo habitat desarrolla nicho propio Especiación SIMPATRICA
ESPECIES Genes Individuos Poblaciones Dinámicas, variables, cambiantes
EVOLUCION & SELECCIÓN NATURAL Proceso que cambia las poblaciones de organismos en el 3empo (Darwin, 1859).
Mecanismo que permite o conduce al cambio de las poblaciones en el 3empo.
Principios Darwinianos de la evolución:
1. Los descendientes en una población se comportan y funcionan como los padres. 2. Existen variaciones entre los individuos de una misma población/especie. Algunas variaciones son heredables. 3. Los descendientes producidos en cada generación son mas de los que el ambiente puede soportar/sostener. 4. Algunos individuos debido a ciertas caracterís3cas (\sicas o comportamentales) 3enen mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse que otros dentro de la misma población. 5. Reproducción y supervivencia diferencial en los individuos producirían cambios en la espacie/población en el 3empo.
Evolución Biológica: El proceso con3nuo de transformación de las especies a través de cambios producidos en sucesivas generaciones, y que se ve reflejado en el cambio de las frecuencias alélicas (genes; Mendel) en una población.
MUTACIONES
MECANISMOS EVOLUTIVOS
RECOMBINACION GENETICA SELECCIÓN NATURAL
REPRODUCCION Y DERIVA SUPERVIVENCIA GENETICA DIFERENCIADA FLUJO GENETICO
Mutación:
Alteración o cambio en la información gené3ca (geno3po, ADN) de un ser vivo y que, por lo tanto, va a producir un cambio de caracterís3cas, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede transmi3r o heredar a la descendencia.
Recombinación genéNca:
Proceso mediante el cual la información gené3ca se redistribuye por transposición de fragmentos de ADN entre dos cromosomas durante la meiosis.
REPRODUCCION Y SUPERVIVENCIA DIFERENCIADA Selección Natural: Mecanismo evolu3vo que se define como la reproducción diferencial de los geno3pos (… feno7pos) o éxito reproduc3vo (fitness) en el seno de una población biológica, resultando en adaptaciones al ambiente.
… supervivencia del mas fuerte, el mas apto… T +n
Sp. X; Población x
Tn + n1
NO apto
Apto
Selección estabilizadora: los organismos con caracterís3cas
del rango "promedio" de la distribución de un carácter biológico son los que más sobreviven. Ambientes estables
Selección direccional: la selección favorece un alelo o feno3po extremo los organismos, la frecuencia aléica esta direccionada. Eventuales periodos de estrés ambiental
Selección disrupNva: la selección favorece simultáneamente a los individuos de los dos extremos de la distribución de un carácter biológico.
Selección sexual: o selección por el éxito reproduc3vo. Es la
lucha entre los individuos por lograr la reproducción sexual (eficiencia); el resultado no es la muerte del compe3dor que no ha tenido éxito, sino el tener poca o ninguna descendencia. ….Los machos compiten, las hembras eligen!!!!... Sexo masculino: Esperma Caracteres sexuales secundarios “fuertes” (colores, ornamentos) Robustez, fuerza. Competencia, exhibicionismo.
Sexo femenino: Óvulos (huevos) Caracteres sexuales secundarios “débiles” (colores, ornamentos) Selección, aceptación.
Selección intrasexual (mismo sexo) vs. Selección intersexual (elección de pareja)
Tipos de reproducción
Asexual: producción de clones Baja variabilidad gené3ca en la descendencia (partenogenesis)
Sexual: Recombinación gené3ca alta
variabilidad gené3ca en los descendientes. Mayor adaptabilidad
Reproducción Sexual
Diferenciación de gametos: Machos
(espermatozoides) Hembras (óvulos) Tipos de organismos: Dioicos vs. Hermafrodi3tas (Monóicos o bisexuales)
Tipos de Apareamiento: Monogamia vs.
Poligamia (Poliandria – Poliginia, promiscuidad)
Inversión energé3ca-‐esfuerzo reproducción: Poblaciones iteróparas vs selméparas. Crias altriciales (desvalidas) vs. Precoces (“maduras”)
Deriva Gené3ca:
Es la variación a lo largo del 3empo de la presencia rela3va de los genes en el conjunto de una población; así, si en una población pequeña un gen aparece sólo en el 10 % de los casos es muy posible que en sucesivas generaciones el porcentaje de ese gen aumente hasta llegar al 100% de la población. Pérdida de los alelos menos frecuentes y una fijación (frecuencia próxima al 100%) de los más frecuentes. Efecto de poblaciones pequeñas y/o aisladas….
Flujo genéNco: Transferencia (migración) de genes de una
población a otra. La inmigración puede resultar en la introducción de nuevo material gené3co al acervo gené3co establecido de una especie o población par3cular y, a la inversa, la emigración provoca una pérdida de material gené3co. Genes a, b, C
Genes a, b
Especie 1 Poblacion 1A
Especie 1 Poblacion 1B
POBLACION ecológica
Grupo de organismos de la misma especie que potencialmente pueden interactuar y entrecruzarse, y que viven en el mismo lugar, al mismo 7empo
Caracterís3cas estudiadas en ecología
Distribución tamaño Forma Localización Densidad Distribución por edades Natalidad, Mortalidad,
Para qué??? Salvar especies en peligro, Control de pestes, Manejo de especies Control enfermedades epidémicas
Distribución y abundancia poblacional EL medio \sico limita la distribución (dónde/cómo) y abundancia (cuántos) geográfica de las especies, las poblaciones, los individuos. Variaciones medio ambientales (Clima, disponibilidad de agua) en el 3empo en el espacio Evolución de caracterís3cas fisiológicas, anatómicas y comportamentales Distribución espacial par3cular de las especies, poblaciones
Patrones de distribución de individuos en las poblaciones
Regular
Aleatoria
Amontonada
Interacciones antagonistas entre individuos o agotamiento local de recursos
Interacciones neutrales entre individuos y entre individuos y el medio ambiente local
Atracción entre individuos o atracción de individuos por un recurso común
Existen diferencias en los patrones cuando se pasa de pequeña a escala grande??
Cambio en la distribución de individuos en el 3empo según grado de maduración
Inmaduros, pequeños
Amontonada
En una escala espacial mayor los individuos se concentran formando “hot spots”
Juveniles, medianos
Aleatoria
Maduros, adultos
Regular
Abundancia vs. Densidad poblacional Abundancia
Número de individuos en un área o volumen
Densidad
Número de individuos por unidad de área o volumen
La densidad poblacional disminuye con el tamaño de las especies
Especies raras y comunes Factores (Rabinowitz, 1981): 1) rangos geográficos (extensos vs. restrictos) 2) Rango de tolerancia al hábitat (Amplio vs. Estrecho) 3) Tamaño local poblacional (grande vs, pequeño) Especies Raras Caso I Geográficamente extendidas, tolerancia amplia, pequeñas poblaciones Especies Raras Caso II Geográficamente extendidas, grandes poblaciones, tolerancia estrecha Especies Raras Caso III Geográficamente restringidas, tolerancia estrecha, poblaciones pequeñas
Dinámica poblacional (demogra?a) Estudio de las poblaciones…como cambian en el 3empo: crecen ???? Decrecen?? Distribución por edades
Sobrevivencia
Crecimiento poblacional
Tablas de vida Listas que sumarizan o es3man los patrones de supervivencia y la mortalidad de una población Estudio de cohortes Tabla de vida de cohortes Tabla de vida de edad específica
Estudio de una muestra puntual poblacional de Tabla de vida estáNca Tabla de vida de Nempo estáNco
Edad (años) 0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 4 – 5 5 – 6 6 – 7 7 – 8 8 – 9 9 – 10 10 – 11 11 – 12 12 – 13 13 – 14 14 – 15
No. De sobrevivientes al No. De muertos durante el iniciar el año años 1000 199 1000 -‐ 199 801 12 801-‐12 789 13 789-‐13 776 12 764 30 734 46 688 48 640 69 571 132 439 187 252 156 96 90 3 3 6 3 0 0
Tabla de vida está3ca de Ovis dalli (carnero)
Tipos de curva de supervivencia
Tipos de curva de supervivencia
Número de sobrevivientes
1000
I: Alta tasa de sobrevivencia juvenil y de mediana edad seguida por una alta tasa de mortalidad de los viejos
100
II: Tasas constantes de sobrevivencia a en todas las edades
10
1
III: Altas tasas de mortalidad juvenil, seguidas por rela3vas bajas tasa de sobrevivencia en los viejos joven
Edad
viejo
Tablas de vida y tablas de fecundidad Fecundidad… Tasa de nacimientos-‐crias por cada clase de edad: 1. Número de crías producidas por las hembras en un periodo de 3empo. 2. Número de huevos puestos. 3. Número de semillas producidas o número de brotes (plantas). 4. Tasa de reproducción celular (bacterias).
Tabla de vida + tabla de fecundidad aporta un esNmaNvo sobre el crecimiento poblacional
Ro : Tasa neta reproducNva = número promedio de crías
producido por un individuo en una población durante su vida o generación Ro = Σ lx mx
λ : Tasa de incremento geométrica = la tasa a la cual una
población está creciendo a intervalos de 3empo discretos (años, dias) λ = N t+1/Nt (para poblaciones sin sobrelapamiento) λ = Ro 1/Tc (para poblaciones con sobrelapamiento)
Tc : Tiempo medio de generación = 3empo promedio de huevo a huevo, semilla a semilla etc.…
Tc = Σ xlx mx / Ro
r : Tasa per cápita o intrínseca de crecimiento = tasa de nacimientos menos la tasa de mortalidad r = ln Ro / Tc
Tasa neta reproducNva
Ro > 1 : la población crecerá de una generación a la siguiente
Ro = 1 : la población permanecerá constante, es decir, con una densidad constante entre generaciones
Ro < 1 : la población disminuirá Tasa per cápita o intrínseca de crecimiento
r > 0 : la población crecerá
r = 0 : la población permanecerá constante
r < 0 : la población disminuirá
Tabla de vida de Phlox drummondii Edad 0-‐299
nx 996
lx 1.0
mx 0.0
lxmx 0.0
299-‐306
158
0.158
0.339
0.053
306-‐313
154
0.154
0.796
0.0123
313-‐320
151
0.151
2.399
0.363
320-‐327
147
0.147
3.910
0.458
327-‐334
136
0.136
2.541
0.347
334-‐341
105
0.105
3.158
0.333
341-‐348
74
0.074
8.662
0.643
348-‐355
22
0.022
4.307
0.095
355-‐362
0
0.0
0.0
0.0
Ro = Σ lx mx 2.417
lx: sobrevivientes mx: fecundidad o fer3lidad
Tc = Σ x lx mx / Ro ?