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Árboles Filogenéticos Guía Docente 1 Material desarrollado por Adaptado por Con el apoyo de Recursos disponibles en www.loligo.cl/educacion Página USANDO SECUENCIAS DE ADN PARA CONSTRUIR ÁRBOLES FILOGENÉTICOS RESUMEN Esta lección sirve como complemento al cortometraje Lizards in an Evolutionary Tree (Lagartijas en un árbol evolutivo). El cortometraje se enfoca en un grupo de lagartijas estrechamente relacionadas entre sí llamadas anolis (género Anolis) que viven en las islas del Caribe. Estas lagartijas han evolucionado para ocupar diferentes nichos en el medio ambiente, y han sido usadas por científicos para hacer descubrimientos sorprendentes acerca de adaptación por selección natural, evolución convergente, y la formación de nuevas especies. En esta actividad los estudiantes exploran las relaciones evolutivas entre las lagartijas anolis del Caribe. En la parte 1 los estudiantes examinan la diversa apariencia de las lagartijas y las agrupan en categorías de acuerdo a los diferentes tipos de cuerpo. Las diferencias entre las especies ilustran la radiación adaptativa; los estudiantes pueden generar hipótesis acerca de por qué las diferentes adaptaciones han evolucionado, y hacer inferencias sobre las relaciones evolutivas entre las lagartijas en base a estas adaptaciones. En la segunda parte, secuencias de ADN mitocondrial de las mismas especies de lagartijas son usadas para general el árbol filogenético que revela sus relaciones evolutivas. Los estudiantes deben explicar por qué el árbol evolutivo obtenido en la parte 2 es diferente del agrupamiento original propuesto por ellos en la parte 1. Los estudiantes ven partes del cortometraje en diferentes puntos de la actividad. CONCEPTOS CLAVE Y OBJETIVOS DE APRENDIZAJE A. Una adaptación es una estructura o función que aumenta la capacidad para sobrevivir y reproducirse en un ambiente específico. B. La radiación adaptativa ocurre cuando una especie ancestral se diversifica en muchas especies descendientes que ocupan diferentes nichos medioambientales. C. Diferentes grupos de organismos pueden evolucionar independientemente con rasgos similares al adaptarse a medios ambientes o nichos ecológicos similares, en un fenómeno conocido como evolución convergente. D. La comparación en la secuencia del ADN entre las diferentes poblaciones y especies permite a los científicos determinar las relaciones entre las diferentes especies. Después de completar esta actividad, los estudiantes podrán: • Explicar por qué los ecomorfos de las lagartijas anolis del Caribe son ejemplos tanto de radiación adaptativa como de evolución convergente. • Usar alineamientos de secuencias y programas filogenéticos para comparar secuencias mitocondriales de ADN. • Analizar árboles filogenéticos y determinar si los datos apoyan una hipótesis evolutiva determinada. CONEXIONES CURRICULARES
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USANDO SECUENCIAS DE ADN PARA CONSTRUIR ÁRBOLES FILOGENÉTICOS
RESUMEN
EstalecciónsirvecomocomplementoalcortometrajeLizardsinanEvolutionaryTree(Lagartijasenunárbolevolutivo).Elcortometrajeseenfocaenungrupodelagartijasestrechamenterelacionadasentresíllamadasanolis(géneroAnolis)quevivenenlasislasdelCaribe.Estaslagartijashanevolucionadoparaocupardiferentesnichosenelmedioambiente,yhansidousadasporcientíficosparahacerdescubrimientossorprendentesacercadeadaptaciónporselecciónnatural,evoluciónconvergente,ylaformacióndenuevasespecies.EnestaactividadlosestudiantesexploranlasrelacionesevolutivasentrelaslagartijasanolisdelCaribe.Enlaparte1losestudiantesexaminanladiversaaparienciadelaslagartijasylasagrupanencategoríasdeacuerdoalosdiferentestiposdecuerpo.Lasdiferenciasentrelasespeciesilustranlaradiaciónadaptativa;losestudiantespuedengenerarhipótesisacercadeporquélasdiferentesadaptacioneshanevolucionado,yhacerinferenciassobrelasrelacionesevolutivasentrelaslagartijasenbaseaestasadaptaciones.Enlasegundaparte,secuenciasdeADNmitocondrialdelasmismasespeciesdelagartijassonusadasparageneralelárbolfilogenéticoquerevelasusrelacionesevolutivas.Losestudiantesdebenexplicarporquéelárbolevolutivoobtenidoenlaparte2esdiferentedelagrupamientooriginalpropuestoporellosenlaparte1.Losestudiantesvenpartesdelcortometrajeendiferentespuntosdelaactividad.
CONCEPTOSCLAVEYOBJETIVOSDEAPRENDIZAJE
A. Unaadaptaciónesunaestructuraofunciónqueaumentalacapacidadparasobreviviryreproducirseenunambienteespecífico.
B. Laradiaciónadaptativaocurrecuandounaespecieancestralsediversificaenmuchasespeciesdescendientesqueocupandiferentesnichosmedioambientales.
C. Diferentesgruposdeorganismospuedenevolucionarindependientementeconrasgossimilaresaladaptarseamediosambientesonichosecológicossimilares,enunfenómenoconocidocomoevoluciónconvergente.
D. LacomparaciónenlasecuenciadelADNentrelasdiferentespoblacionesyespeciespermitealoscientíficosdeterminarlasrelacionesentrelasdiferentesespecies.
Despuésdecompletarestaactividad,losestudiantespodrán:• ExplicarporquélosecomorfosdelaslagartijasanolisdelCaribesonejemplostantode
radiaciónadaptativacomodeevoluciónconvergente.• Usaralineamientosdesecuenciasyprogramasfilogenéticosparacompararsecuencias
mitocondrialesdeADN.• Analizarárbolesfilogenéticosydeterminarsilosdatosapoyanunahipótesisevolutiva
determinada.
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Plan de estudios
Gran idea de la ciencia Ejes temáticos Habilidades científicas
1º medio La evolución es la causa
de la diversidad de los
organismos vivientes y
extintos
Analizar e interpretar datos para
proveer de evidencias que apoyen
que la diversidad de organismos es
el resultado de la evolución.
Habilidades de investigación
científica (transversales);
Comprensión y reflexión para
generación de nuevos
conocimientos; Comprensión
de las etapas del proceso de
investigación: pregunta a partir
de la observación, formulación
de conclusión, evaluación y
reflexión de procedimientos y
resultados, buscar evidencia,
replicar experimentos, evaluar
confiabilidad y validez,
contrastar hipótesis con
evidencias, etc.
Comunicación de resultados
Alfabetización científica
3º medio Explicar la evolución orgánica,
apoyándose en evidencias y en
conceptos genéticos y
ambientales.
Analizar relaciones de
parentesco entre los seres
vivos relacionándolas con el
concepto de ancestro común.
TIEMPO REQUERIDO
Dandotiempoparadebateyparaverelcortometraje,estaactividadtomadosperiodosde50minutosenunaclasedebiologíaavanzada.PresupuestemástiemposisenecesitacubrirlosprincipiosdealineacióndelADN.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
Antesdehacerestaactividad,losestudiantesdeberántenerunacomprensiónbásicasobreselecciónnatural,evoluciónyadaptación;tenerfamiliaridadconelconceptodequelosorganismosllenannichosespecíficosensushábitats;comprenderquelassecuenciadeADNcambiandurantelaevolución,yquelasespeciesestrechamenterelacionadastienensecuenciassimilaresdeADN;yunacomprensiónbásicasobrequésonlosárbolesfilogenéticos,especialmenteelconceptodequeespeciesrelacionadasentresíestánlocalizadasenramascercanasdelárbol.
MATERIALES
• Unjuegodetarjetasdelagartijasqueacompañanaestedocumento.• ComputadoraconectadaalInternet.• CortometrajedeHHMI“Lagartijasenunárbolevolutivo”.• (Opcional)ComputadoraconelprogramagratuitoClustalXinstalado.
INTRODUCCIÓN
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Estasecciónpresentaunbreveresumen.Paramásinformaciónacercadelaslagartijasanolisyelcortometraje,consultelaGuíaparaelcortometrajeDiferentesMorfologíasdelasLagartijasAnolis
LasespeciesdeanolisdelCaribepuedensercategorizadasenseisgruposdeacuerdoconlascaracterísticasdesuscuerpos(morfología)ylosnichosecológicosqueocupan.Aestosgruposselesrefierecomomorfotiposecológicosoecomorfos.EnelCuadro1sedetallanlosseisecomorfosdeanolisencontradosenlasislasdelCaribeylascaracterísticasdesuscuerpos.Elcortometrajehablasolodecuatroecomorfos:copa-gigante,tronco-suelo,deramasangostasyanolisdehierba-arbusto.Enestaactividadseveránanolisrepresentantesdelosgrupostronco-copa,tronco-suelo,ramasangostas,yhierba-arbusto.Estascategoríasestánsombreadasenelcuadro.
Cuadro1:SeisEcomorfosdeLagartijasAnolisEncontradosenlasIslasdelCaribe.Ecomorfo Longitud
Corporal
Longituddelas
extremidades
Almohadillasenlaspatas
Longituddela
cola
Color Hábitat
Copa-gigante 130-191mm Cortas Grandes Larga Engeneral
verde
Troncosaltosyramas
Tronco-copa 44-84mm Cortas Muygrandes Larga Verde Troncos,ramas,hojas
Tronco 40-58mm Intermedias Intermedias Corta Gris Troncos
Ramas
angostas
41-80mm Muycortas Pequeñas Corta Gris Ramasangostas
Tronco-suelo 55-79mm Largas Intermedias Larga Marrón Parteinferiordeltroncoysuelo
Hierba-
arbusto
33-51mm Largas Intermedias Muylarga Marrón Arbustosyhierbas
Figura1:LasislasdelCaribesonelhogardelosanolis.LasespeciesdeanolisquesepuedenobservarenlapelículavivenenCuba,Jamaica,LaEspañola(queabarcaHaitíylaRepublicaDominicana),yPuertoRico.(ReproducidoconpermisodeLosos,J.LizardsinanEvolutionaryTree.UCPress,2009).
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Lascaracterísticasdelcuerpodelosecomorfossonadaptacionesparasusnichosparticulares(enlaFigura2seobservaunejemplodeloshábitatsdelosdiferentesecomorfos.)Enlapelícula,seobservaquelosanolisdeextremidadeslargasdetroncosysuelossemuevenmásrápidoenelpisoquelosanolisdeextremidadescortasquevivenenramasangostas.Laadaptacióndetenerextremidadeslargaslesayudanosoloacapturarpresasenelsuelo,sinotambiénaevitaralosdepredadores.Sinembargo,enramasangostas,losanolisderamasangostaspuedenmoversemásfácilmenteconsusextremidadescortas,mientrasquelosanolisdetroncosysuelossontorpes.Losanolisdehierbasyarbustossonpequeños,tienenextremidadeslargasyunacolaimpresionantementelargaquelesayudaaequilibrarseenlasramasdelgadasyenlapuntadelashierbas.Losanolisdetroncosycopas,consus
grandesalmohadillas,estánadaptadosparavivirenlasuperficiedelashojasdelosárboles.EvoluciónConvergenteenlasLagartijasAnolisHaydiferentesexplicacionesposiblesparaelhechodequeecomorfossimilaresseanencontradosenlasdiferentesislas.Unahipótesisesquecadaecomorfoevolucionóunasolavez,yquelasespeciesconelmismoecomorfoestánestrechamenteemparentadasentreellas.Enestecaso,unaposibilidadesquelasislashayansidoadyacentesenelpasado,cuandolosecomorfosevolucionaron,ysubsecuentementelasplacastectónicashayanseparadolasislas.Otraposibilidadesquetodoslosecomorfoshayanevolucionadoenlamismaislayluegohayanmigradoparaestablecerseenlasotrasislas.Sicadaecomorfoevolucionóunasolavezparaluegodistribuirsealasotrasislas,unanálisisdeADNdeberíarevelarquelasespeciesdeanolisderamasangostasestánmáscercanamenteemparentadasentreellasqueconespeciesdeotrosecomorfosquevivenensusmismasislas.Unahipótesisalternativaesquelosecomorfosevolucionaronrepetidaeindependientementeencadaunadelasislas.Enbaseaestahipótesis,sepredicequelosanolisdecadaisladeberíantenerentresíunarelaciónmásestrechaqueconespeciesquetienensusmismosecomorfosperoquehabitanenislasdistintas.
Figura2:Losanolisocupandiversosnichosecológicos.Diferentestiposdelagartijasanolishandesarrolladoadaptacionesquelespermitensobrevivirennichosespecíficos,porejemploendistintaspartesdelosárboles,oenlashierbasyarbustos.EnlaimagenseobservanlosseisecomorfosdelagartijasanolisqueseencuentranenlasIslasdelCaribe.(ReproducidoconpermisodeLosos,J.LizardsinanEvolutionaryTree.UCPress,2009).Crown-giant=copa-gigante,trunk-crown=tronco-copa,twig=ramasangostas,trunk=tronco,trunk-ground=tronco-suelo,grass-bush=hierba-arbusto
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CuandoloscientíficosexaminaronsecuenciasdeADNdedocenasdeespeciesdeanoliscaribeños,descubrieronqueengeneral,larelaciónentrelasespeciesquehabitanenlamismaislatiendeasermásestrechaquelarelaciónentreespeciesconlosmismostiposcorporalesperoquehabitanenislasdiferentes.Estosugierequelasmismasadaptacionesevolucionarondemaneraindependienteenpoblacionesdiferentesdeanolisencadaunadelasislas,unejemplodeevoluciónconvergente.
FOCALIZACIÓN
ObjetivoGenérico:quealumnosexplicitenconcepcionespreviasdelolosconceptosadesarrollarymotivarloshaciaelaprendizaje.Recuerdequeenestaetapanohayrespuestasbuenasnimalas.Losestudiantesdebentenernocionessobrelosconocimientospreviosindicadosenestaguía.
EXPLORACIÓN
EnestaactividadlosestudiantesexploranlasrelacionesevolutivasentrelaslagartijasanolisdelCaribe.Losestudiantespuedentrabajarindividualmenteoengrupospequeñosdedosacuatro,dependiendodeltipodesalóndeclases.Cadaestudiantetendráunsetdeinstruccionesparaguiarestaactividad,perohabrápuntosenlosquesedesearádetenerelcortometrajeyguiarunadiscusióngrupal,mostrarpartesdelcortometrajeatodalaclase,oaclararunconcepto.Alternativamente,sepuederealizarlaactividadcontodalaclaseenunsologrupo,dependiendodeladinámicadesusalón.Parte1:IdentificacióndeEcomorfosyExploracióndelaRadiaciónAdaptativadelosAnolis.Enestepunto,losestudiantesnohanvistoaúnelcortometrajedelaslagartijas.
1. EntreguealosestudianteslaParte1delaGuíadeEstudio(páginas1y2)yunjuegodetarjetasconlasfotografíasdelaslagartijas(unjuegoporgrupo).Dejequelosalumnosexaminenlasfotografíasdelas16especiesdelagartijasyquelasorganicenengruposdeacuerdoasuapariencia.Puedengenerartantosgruposcomodeseen.
Losestudiantespuedenusarcualquierideaquesurjadelasfotografíasparaagruparalaslagartijas.Puedenusarcualquierrasgodelosecomorfos,incluyendocolor,longitudogrosordelasextremidades,formadelcuerpo,largodelacola,tamaño.Talvezelloslosagrupendeacuerdoalhábitatqueobservenenlaimagen,talescomoramas,troncosdeárbolesopasto.
2. Détiempoalosestudiantesparacontestarlapregunta1,despuésdigaalosequiposqueexpliquencómolosagruparonyporquéformaronesosgrupos(pregunta2).Siescogencaracterísticasrelacionadasconlaformadelcuerpo,pídalesqueespeculensobrelasventajasydesventajasdeesascaracterísticasenelhábitatqueocupan.
3. Muestrelaprimerapartedelcortometraje(hastaeltiempo09:48,elfindelexperimentoenlapequeñaisla).
4. Détiempoalosestudiantesparaquecontestenlapregunta4yparaquecambiensusgruposdefotografíassilodesean.
5. Reveleloscuatroecomorfos.Las16especiesrepresentanlos4ecomorfoslistadosacontinuación.ElCuadro1contienemásdetallessobreéstos.
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Figura3.Ejemplodefilogeniausandowww.phylogeny.fr.Lafilogeniaquehaganlosestudiantesdebesersimilaraésta,posiblementeconpequeñasdiferencias.
Tronco-copa:verdes,almohadillasenlaspatasRamasangostas:extremidadescortas,morfologíacomounlápizHierba-arbusto:Extremidadesdelgadas,cuerpoycolalargaydelgadaTronco-suelo:Aparienciarobustayfornida,conlargasextremidades
6. Détiempoalosestudiantesparacontestarlaspreguntas5a8.Discutaconlosestudianteslascaracterísticascorporalesdelosecomorfos,cómoseadaptanalmedioambienteendondeviven,yelconceptoderadiaciónadaptativa.Porejemplo,lasgrandesalmohadillasdelosanolisdetronco-copalespermitenadherirsealashojasymoverselibrementeentrelascopasdelosárboles.Lasextremidadescortasdelaslagartijasderamasdelgadassonadaptacionesparavivirenramasdelgadas.ParamásdetallesrefiérasealasecciónDiferentesMorfologíasdelasLagartijasAnolisenlaintroducción.
Parte2:GeneracióndeunafilogeniaapartirdesecuenciasdeADNparadeterminarlasrelacionesevolutivasdelosAnolis.(Opcional)SisusestudiantesnuncahangeneradoeinterpretadofilogeniasenbaseasecuenciasdeADN,puedeusarlossiguientesrecursosdeBioInteractiveparaintroducirlosalosconceptosclave:
a. SigaelprocedimientodelineadoenelarchivoAlineamientodeSecuenciasUsandoClustalX.b. Hagaquesusestudiantesexplorenel“ClickandLearn”CreandoArbolesFilogenéticoscon
secuenciasdeADN.http://www.hhmi.org/biointeractive/creating-phylogenetic-trees-dna-sequences
1. Repartalasprimerasdospáginasdelaparte2delaGuíadeEstudio(páginas3y4).2. Hagaquelosestudiantessiganlasinstruccionesparadescargarelarchivoconlassecuenciasdelos
Anolisyusenwww.phylogeny.frparaalinearlassecuenciasycrearunárbolfilogenético.3. Elsitiowebgeneraráunárbolfilogenéticoquesepuedeguardarenunavariedaddeformatos.
Debidoalanaturalezadelanálisisfilogenético,queinvolucraunmuestreoalazar,cadaestudiantepuedeobtenerunárbolligeramentedistinto,peroelpatróngeneraldeberásermuysimilar.
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Losnúmerosenrojoenlafilogeniarepresentanvaloresde“bootstrap”,ydenotanelniveldeconfianzaquesetieneenelpatrónderamificacióndelárbol.Unvalorde1indicaaltaconfiabilidad;0indicanoconfiabilidad.Valoresmenoresa0.5songeneralmenteconsideradoscomoinciertos.Sinembargo,yaqueelpropósitodeestaactividadessimplementeilustrarelprincipiodelacomparacióndesecuenciasdeADN,losestudiantesnonecesitanprestarmuchaatenciónaestosvalores.
4. Imprimalosárbolesgeneradosporlosestudiantesorepartadoscopiasdeunárbolpreparadoporustedacadagrupodeestudiantes.Hagaqueusenellistadodeespeciesdelagartijas(enlaúltimapáginadelosmaterialesparaelestudiante)paracolorearlosárbolesdelasiguientemanera(paso8enelmaterialparaelestudiante):
a. Enunacopia,colorearcadaramadeacuerdoalaisladeorigen(Cuba,LaEspañola,Jamaica,oPuertoRico).Sidosramasunidasporunnodosondelmismocolor,coloreartambiénlaraízquelasuneycontinuarhacialaizquierdahastaelsiguientenodo.
b. Enlaotracopia,colorearlasramasdeacuerdoalecomorfodecadaespecie.
5. Repartaalosestudianteslaspáginas5y6delaguíayhagaqueexaminenlosárbolesfilogenéticoscoloreadosparacontestarlaspreguntasdeanálisis.Discutacontodoelgruposilodesea.
6. Losestudiantespodríanpreguntarsihayejemplosdeevoluciónconvergenteenotrosgruposapartedelosanolis.Pidaalosestudiantesquemencionenanimalesconunaformaparecidaauntiburón.Algunasrespuestaspodríanincluirelatún,losdelfines,losmanatíeseictiosauros.Lasalasenvertebradossonotroejemploclásico:pájaros,murciélagos,ypterosauros.Extremidadesreducidasoausentestambiénpuedenserejemplos:víboras,cecílidos,sirenios,lagartijasgusano.
7. (Opcional)Descargueelarchivo(http://media.hhmi.org/biointeractive/activities/lizard/Reference-Phylogeny.pdf)yrefiérasealárbolfilogenético.Encuentrelas16especiesusadasenestaactividad,yveasihaydiferenciasentreesteárbolylosárbolesgeneradosporlosestudiantes.
Algunasrazonesparalasdiferencias:Elárbolquesemuestraenelarchivoesdeunapublicacióncientífica,yeneseestudioseincluyeronmuchasmásespecies,locualpuedeinfluenciarlospatronesdelárbol;enelartículotambiénseusandiferentescálculosparaalinearlassecuenciasygenerarfilogenias.
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LISTA DE ESPECIES DE LAGARTIJAS
NombredelaEspecie Isla Ecomorfo
Anolisalutaceus Cuba Hierba-Arbusto
Anolisangusticeps Cuba RamasAngostas
Anolischlorocyanus LaEspañola Tronco-Copa
Anoliscristatellus PuertoRico Tronco-suelo
Anoliscybotes LaEspañola Tronco-suelo
Anolisevermanni PuertoRico Tronco-copa
Anolisgrahami Jamaica Tronco-copa
Anolislineatopus Jamaica Tronco-suelo
Anolisoccultus PuertoRico Ramasdelgadas
Anolisolssoni LaEspañola Hierba-arbusto
Anolisophiolepis Cuba Hierba-arbusto
Anolisporcatus Cuba Tronco-corona
Anolispulchellus PuertoRico Hierba-arbusto
Anolissagrei Cuba Tronco-suelo
Anolisshelpani LaEspañola Ramasdelgadas
Anolisvalencienni Jamaica Ramasdelgadas
Leiocephalusbarahonensis Grupoexterno
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Figura4:Filogeniacoloreadadeacuerdoconladistribucióngeográficadelaslagartijas.Rojo=Cuba,Verde=Jamaica,Azul=PuertoRico,Amarillo=LaEspañola.TodaslasespeciesdeJamaicaseagrupanjuntas,ymuchasespeciesdePuertoRicotambiénseagrupanjuntas.EspeciesdeCubayLaEspañolaestánunpocomásdispersasalrededordelárbol.
RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS DE EXPLORACIÓN
Parte1:IdentificacióndeEcomorfosyExploracióndelaRadiaciónAdaptativadelosAnolisPreguntas1-6:lasrespuestasdelosestudiantespuedenvariar.Esimportantequeellospuedanexplicarsusrespuestas.7. Expliqueporquélosdiferentesecomorfossonunejemploderadiaciónadaptativa.
Laradiaciónadaptativaocurrecuandounaespecieancestralsediversificaenmuchasespeciesdescendientes,lascualesseadaptanadiferentesnichosambientales.Losecomorfospuedenhabersurgidoapartirdeesteprocesodeespeciaciónyadaptación,yaquecadaecomorfoposeecaracterísticasmorfológicasquelohacemásaptoparaelnichoqueocupa.
8. DesarrolleunahipótesisqueexpliquecómoecomorfossimilaresevolucionaronparaestarpresentesendiferentesislasdelCaribe.Lasrespuestasdelosestudiantesvariarán.
Parte2:GeneracióndeunafilogeniaapartirdesecuenciasdeADNparadeterminarlasrelacionesevolutivasdelosAnolis.Uselalistadeespeciesdelagartijasycoloreelosárbolesfilogenéticosparatenerunarepresentaciónvisualdecómolasespeciesevolucionaron:
a. Coloreecadaramadeacuerdoconlaisladeorigen(Cuba,LaEspañola,Jamaica,oPuertoRico).Sidosramasunidasporunnodosondelmismocolor,coloreetambiénlaraízdelaramaycontinúehacialaizquierdahastaelsiguientenodo.Escribaunaleyendaparalafigura.
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Figura5:Filogeniacoloreadadeacuerdoaecomorfo.Rojo=Tronco-suelo,Verde=Tronco-copa,Azul=Hierba-arbusto,Amarillo=Ramadelgada.
b.Coloreecadaramadeacuerdoalecomorfodecadaespecie.Escribaunaleyendaparalafigura.
APLICACIÓN Y ANÁLISIS
1. ¿Quépatronesgeneralesveenelárbol?Engeneral,lasfilogeniasdebenmostrarquelasespeciesdelamismaislaestánmásestrechamenterelacionadasentresíquelasespeciesquepertenecenalmismotipodeecomorfo.Porejemplo,lastresespeciesdeJamaicaestánagrupadas,asícomotresdelascuatroespeciesdePuertoRico.LasespeciesdeCubaydeLaEspañolatambiénseagrupan,peroelpatrónesmáscomplicado.
2. ¿Lasespeciesconelmismoecomorfoseagrupanjuntasenelárbol?Describalaevidenciaqueapoyasurespuesta.Losgruposenelárbolestánformadosporespeciesquepertenecenadiferentesecomorfos.Exceptopordosespeciesderamasdelgadas,ningunodelosecomorfosestánagrupados.
3. ¿Lasespeciesdelamismaislaseagrupanjuntasenelárbol?Describalaevidenciaqueapoyasurespuesta.TodaslasespeciesdeJamaicaseagrupanjuntas,ymuchasespeciesdePuertoRicoseagrupanjuntas.EspeciesdeCubayLaEspañolatambiénseagrupan,peroelpatrónesmáscomplicado.
4. Basándoseenlosárbolescoloreados,escribaunaafirmaciónacercadesilasespeciesquepertenecenalmismoecomorfoolasespeciesquevivenenlamismaislaestánmásestrechamenterelacionadasentresí.Justifiquesuafirmaciónconevidenciaobtenidadelosárbolesfilogenéticoscoloreados.Lasespeciesquevivenenlamismaislaestánmásestrechamenterelacionadasentresíqueconotrasespeciesdesumismoecomorfoquevivenenislasdiferentes.Cuandosecoloreanlasramasdeacuerdoalaisladeorigenseobservangruposdelmismocolorconespeciesquecompartennodos,mientrasqueenelárbolcoloreadodeacuerdoaecomorfo,losgruposcontienenespeciesdedistingoscolores(esdecir,dedistintosecomorfos).
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5. Revisemoslasdoshipótesisdiscutidasanteriormente.Unahipótesisesquecadaecomorfoevolucionóunasolavez.Lahipótesisalternativaesquelosecomorfosevolucionaronrepetidaeindependientementeencadaunadelasislas.¿Cuálhipótesisesapoyadaporelanálisisfilogenético?Justifiquesurespuestayexpliquesurazonamiento.Lahipótesisconmásapoyoenbasealárbolfilogenéticoesquelosecomorfosevolucionaronrepetidaeindependientementeencadaisla.Esporestoqueespeciesquevivenenlamismaislasemuestranmásestrechamenterelacionadasentreellasqueconespeciesdeislasdiferentes,esdecircompartenunancestrocomúnmásrecientequeconespeciesdeotrasislas.
6. ExaminelarelaciónentreAnolisshelplaniyAnolisaugusticeps.¿Encajaestarelaciónconlahipótesisqueescogióenlapreguntaanterior?Expliquesurespuesta.Propongaunahipótesisadicionalquepuedaexplicarestarelación.Larelaciónentreestasdosespeciesnoencajaconlahipótesisseleccionada.AnolissheplaniesunaespeciederamasdelgadasdelaislaLaEspañolacuyoparientemáscercanoesotraespeciederamasdelgadasdeCuba,Anolisangusticeps.UnahipótesisadicionalparaexplicarestarelaciónesqueA.sheplanievolucionóapartirdeunaespeciederamasdelgadasquecolonizóLaEspañoladesdeCuba.
7. ¿Losresultadoscoincidenconloquesemuestraenelcortometraje?¿Cuálessonlassimilitudesylasdiferencias?Losresultadosengeneraldebencoincidirconloquesemuestraenelcortometraje.Elcortometrajeexplicaquelasespeciesenunaislaestánmásestrechamenterelacionadasentresíqueconlosmiembrosdelmismoecomorfoquevivenenotrasislas.Losestudiantesnotaránquelosdatosconlosqueestuvierontrabajandosugierenunarelaciónmáscompleja(notansimplecomoenelcortometraje).Laexplicaciónquemásseajustaalosdatosesengenerallamisma,perohayalgunoscasos(verpregunta6)quenoencajan.Además,elcortometrajediscutecuatroecomorfos(anolisdecopa-gigante,tronco-suelo,deramasdelgadasyhierba-arbusto),unodeloscualesesdiferentealosdiscutidosenestaactividad.
EVALUACIÓN
¿Puedeunamismaespecieevolucionarteniendoradiaciónadaptativayalmismotiempotenerevoluciónconvergente?Sí.LosecomorfosdelaslagartijasanolisdelCaribesonejemplostantoderadiaciónadaptativacomodeevoluciónconvergente.Larelaciónentrelasespeciesquehabitanenlamismaislatiendeasermásestrechaquelarelaciónentreespeciesconlosmismostiposcorporalesperoquehabitanenislasdiferentes.
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REFERENCIAS
Losos,J.(2009)LizardsinanEvolutionaryTree.UniversityofCaliforniaPress,Berkeley,CA.Rabosky,D.L.,andGlor,R.E.(2010)Equilibriumspeciationofdynamicsinamodeladaptiveradiationofislandlizards.PNAS107,22178-22183.ClustalX:Larkin,M.A.,Blackshields,G.,Brown,N.P.,Chenna,R.,McGettigan,P.A.,McWilliam,H.,Valentin,F.,Wallace,I.M.,Wilm,A.,Lopez,R.,Thompson,J.D.,Gibson,T.J.,Higgins,D.G.. (2007)ClustalWandClustalXversion2.0.Bioinformatics,23,2947-2948.Phylogeny.fr:Dereeper,A.,Guignon,V.,Blanc,G.,Audic,S.,Buffet,S.,Chevenet,F.,Dufayard,J.F.,Guindon,S.,Lefort,V.,Lescot,M.,Claverie,J.M.,Gascuel,O.(2008)Phylogeny.fr:robustphylogeneticanalysisforthenon-specialist.NucleicAcidsRes.2008Jul1;36(WebServerissue):W465-9.Epub2008Apr19.
AUTORES
EscritoporSatoshiAmagai,PhD,HHMIGuíadeestudiocreadaporValerieMay,WoodstockAcademy,AnnBrokaw,RockyRiverHighSchool,SusanDodge,consultorEditadoporLauraBonetta,PhD,LauraHelft,PhD,HHMI;chequeadoporLindaFelacoRevisadoporJonathanLosos,PhD,HarvardUniversity.AdaptaciónChile:KarinGonzálezAllende,ProfesoradeBiologíayCs.Naturales.AcadémicaDEP,FacultaddeFilosofíayHumanidades,UniversidaddeChile.EmbajadoraHHMI.
