Análisis de selección fenotípica

Curso Métodos en Ecología EvolutivaUniversidad Nacional de Córdoba

2011

Mariano OrdanoFundación Miguel Lillo & CONICET

mariano.ordano@gmail.com

Selección natural, Herencia y Evolución¿Qué queremos medir?

Selección natural cambio en la distribución fenotípica dentro de una generación

Evolución cambio en la distribución fenotípica entre generaciones

Herencia

ACCIÓN EFECTO

La selección natural actúa sobre fenotipos, independientemente de su base genética, y produce efectos fenotípicos inmediatos dentro de una generación que pueden ser medidos sin recurrir a los principios de la herencia o la evolución.

Selección natural¿Qué queremos medir?

Estimadores del cambio fenotípico dentro de una generación

Estimador Descripción Tipo

Oportunidad de selección Varianza en adecuación

exploratorio o promotor

Intensidad de selección (esperada)

Varianza en adecuación respecto a un rasgo

Diferencial de selección• Diferencia de medias antes y después de la selección• Covarianza entre W y rasgo explicativo o

predictor

Gradiente de selección

Magnitud de cambio en el valor promedio de un rasgo independientemente de la variación en otros caracteres

¿Qué necesitamos para evaluar cómo actúa la selección sobre los fenotipos?

1. Medir el éxito reproductivo (fitness, adecuación) en los individuos2. Estimar cualquier asociación entre adecuación y la variación en las

características de los individuos

¿Cómo “la vemos”?

Adec

uaci

ón

Rasgo =

Expresión del Fenotipo (z)

Mediante la evaluación de la relación entre el éxito reproductivo (o adecuación) y un rasgo (carácter o atributo) o grupo de rasgos (variable independiente) que está siendo estudiado.

¿Qué es adecuación?

Cualquier atributo relativo a la descendencia

componentesde la

seleccióno

episodios

Selección sexual Resulta de la variación en apareamientos

Selección por fecundidad Resulta de la variación en descendencia

Selección por viabilidadResulta de la variación en supervivencia

medición

¿Qué es adecuación?

Cualquier atributo relativo a la descendencia

alcancedirectas Número de total de descendientes durante la vida de un individuo

indirectas Supervivencia, Número de cópulas

medición

¿Qué es adecuación?

Cualquier atributo relativo a la descendencia

número de hijosnúmero de huevos

tamaño del territorio > acceso a hembras > número de cópulas

despliegue floral > polinizadores > polen exportado

despliegue floral > polinizadores > semillas

medición componentesreproductivos

¿Qué es adecuación? – variable dependiente

Wi relativa = Wi / Ŵ

Adecuación del individuo i respecto

de la adecuación poblacional

Adecuación del individuo i

Promedio de la adecuación individual

¿Cómo actúa la selección sobre los fenotipos?

1. Modificar el valor promedio de un rasgo2. Modificar la varianza de un rasgo3. Modificar la covarianza entre dos o más rasgos

EstabilizadoraDireccional DisruptivaFr

ecue

ncia

Modos de selección

¿Cómo vamos a ver estos modos de selección?

Rasgo = Expresión del Fenotipo

Rasgo 1

+

++

-

- -

Correlativa

Rasg

o 2

Rasgo 1

Rasg

o 2

N-dimensional

EstabilizadoraDireccional DisruptivaFr

ecue

ncia

¿Cómo vamos a ver estos modos de selección?

Rasgo = Expresión del Fenotipo

Adec

uaci

ón

Rasgo = Expresión del Fenotipo

Modelo lineal (casi)

Variable dependiente

Variable independiente

=

Error

+

Indicador

Modelo lineal

y = a + bx

quiloquiieso

Variable dependiente

Variable independiente

Ordenada al origen

o intercepto

Pendienteo coeficiente

Ecuación de la recta

a

y

z

b

Modelo lineal

y

x

β

y = µ + βx + ε

εxy

εxy

Variable dependiente

Variable independienteMedia general

o intercepto Coeficiente

Error

Selección direccional lineal

W

z

β

W = βz + εVariable dependiente Carácter

fenotípicoCoeficiente

(magnitud de la selección)

Modelo lineal de selección fenotípica multivariada

Regresión múltiple Regresión múltiple polinomial grado 2

o cuadrática

+

++

-

- -

w

z z

ww

Regresión múltiple con interacción de

factores

W = βi1zi1 + βi2zi2 + βi3zi3 + γii1z2ii1 + γii2z2

ii2 + γii3z2ii3 + γij1zij1 + γij2zij2 + γij3zij3

Rasg

o 2

(z2)

Rasgo 1 (z1)

W = βi1zi1 + βi2zi2 + βi3zi3 + γii1z2ii1 + γii2z2

ii2 + γii3z2ii3 + γij1zij1 + γij2zij2 + γij3zij3

Modelo de selección fenotípica multivariada

Rasgo 1 (z1)

Rasg

o 2

(z2)w

z z

w+

++

-

- -

w

Coeficientes de selección lineal

Coeficientes de selección no lineal

univariada

Coeficientes de selección no lineal

bivariada

Síntesis para un análisis de selección fenotípica

1. Obtener datos de adecuación por individuo2. Obtener datos de rasgos de interés por individuo3. Calcular adecuación relativa por individuo4. Para el caso de modelos lineales, checar normalidad de errores

del modelo5. Estandarizar variables independientes (rasgos) a fin de que los

coeficientes del modelo sean estandarizados (hay programas que lo hacen explícito sin necesidad de estandarizar)

6. Correr el modelo, por ejemplo: - un modelo de regresión lineal múltiple para estimar selección direccional, - un modelo de regresión lineal múltiple con componentes cuadráticos e interacción de caracteres para estimar selección estabilizadora y disruptiva y para estimar selección correlativa

Selección sobre el crecimiento y la floración en Datura stramonium

Carmona & Fornoni MS

Créditos

Diego Carmona, Juan Fornoni, César DomínguezInstituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México