Genética de poblaciones

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.

•Venados B.C. vs ChihuahuaMisma poblacion?

Pertenecen a una misma población?

n Islas de Baja Californian Patiria miniatan Megathura crenulatan Mismas especies?

n Caracteristicasn Bentónicos de baja movil.n Fertilización externan Dispersión larvaria

n Subpoblaciones

Metapoblación – Conjunto persistente de “subpoblaciones”

La metapoblación persiste a pesar de las extinciones y colonizaciones de las subpoblaciones que la componen.

Mayor Conectividad=mayor “similitud”.

Subpob

Subpob

Subpob Subpob

Extinción Colonización

LAS CARACTERISTICAS POBLACIONALES CAMBIAN EN ESPACIO Y TIEMPO

LAS POBLACIONES Y SU CONECTIVIDAD

n KELP COMMUNITYReducción de hábitat y fragmentación

Barreras física

Corredores perdidos

Contaminación

Cacería

Contaminación

Sobrepesca

Tamaños poblacionales reducidos !!!

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.

Alfred RussellWallace

Fundadores de la teoría de la evolución

Charles Darwin

18541831

Darwin. 1859. El origen de las especies: A través de la selección natural

Orígenes de la Ecología EvolutivaModerna

•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

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.

- 1.- Las características fenotípicas no se heredan sino las genéticas.

- 2.- La selección natural actúa sobre:El individuo.Con base en el fenotipo.

- 3.- Las unidades de evolución son:Las poblaciones.(los individuos no evolucionan).

Algunos conceptos:

PARA QUE LA SELECCIÓN NATURAL OCURRA

• SE REQUIERE– 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.

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.

Selección natural

Un diferente éxito reproductivo.

Resulta en cambios en los organismos influidos por su medio ambiente

(abiótico y biótico).

Crea adaptaciones

La diversidad en las poblaciones1. Variación fenotípica.- Base sobre la que actúa el

medio ambiente durante el proceso de selección natural. (Experimentos de jardín común permiten dilucidar factores causales).

Casos: “Subpoblaciones” FENOTIPO GENOTIPO

= == ≠≠ ≠≠ =

= Igual en pob.# Diferente en pob.

Partes altas de la region

Partes bajas de la region

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.

La ley de Hardy-WeinbergAyuda 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:

P2 + 2pq +q2 = 1

LO IMPORTANTE: Cuando no se cumple, entonces permite investigar cuales fuerzas están actuando.

LA EVIDENCIA: LAS POBLACIONES PRESENTAN UN ELEVADO POTENCIAL PARA LA EVOLUCIÓN (VARIACIÓN GENÉTICA).

ENTONCES PORQUE NO PRESENCIAMOS CAMBIOS EVOLUTIVOS FRECUENTES?

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 evidenciasrecientes de evolución rápida (e.g.virus ante antibióticos, mariposasante contaminantes).

Principales consecuencias genéticas de la disminución del tamaño poblacional

• 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.

Tamaño poblacional “minimo aceptable” = 500 individuos

Selección artificial como análoga a la selección natural

• Ademas de reducir las poblaciones, que otros efectos hay de la caza o pesca selectiva ?

Vs.

Aportaciones de la genética de poblaciones

•AntesDist. y abundancia.Tamaño poblacional.Demografía.Tallas.Edades.Mismas poblaciones?

•AhoraSana?Variabil. Genética.Conectadas?Manejo conjunto?Tamaño efectivo?

……

FIN