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martes, 15 de marzo de 2011

Seminarios de Ecología Evolutiva

1.- ECOLOGÍA Y EVOLUCIÓN

Autor: Juan Moreno Klemming

Forma parte del Departamento de Ecología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales y está licenciado en Biología por la Universidad Complutense de Madrid y Doctorado en ecología animal por Universidad de Uppsala. Ha desempeñado numerosos trabajos en el CSIC, en el Ministerio de Educación y en la Universidad de Uppsala donde presentó su tésis.

Sus investigaciones y publicaciones se centran en la conservación, reproducción, comportamiento, parasitismo e historias vitales de aves, especialmente.

Resumen:


Existe un reciente ataque a la ciencia que defiende que ésta no es más que fruto de la discusión de los científicos. Sin embargo, esto se aleja de la realidad ya que puede ir desde lo cotidiano hasta los problemas más complejos de forma universal y que surge en todo el mundo a partir de la observación empírica.

La biología, como ciencia parte de la Historia Natural que tiene sus orígenes en la antigua Grecia. Ésta dejo paso a otras disciplinas como el vitalismo, la ontogénesis o el creacionismo que fue sustituido, finalmente, por la Selección Natural de Darwin y sus teorías evolucionistas. Actualmente, podemos decir sin lugar a duda, que nada tiene sentido en Biología si no es a la luz de la evolución.

La ecología como término, surgió mucho después, pero nació junto con la Historia Natural. La ecología es muy amplia por lo que actúa en muchos campos y a muchos niveles pero podemos definirla como la ciencia que estudia los ecosistemas, las comunidades y las poblaciones. Todo ello está afectado por la Selección Natural que actúa a nivel de grupo.

El estudio de los ecosistemas se basa en la interacción de los individuos con su medio y de cómo lo modifican, cosa que afecta a su posterior evolución (teoría de nichos). Las comunidades son el conjunto de seres vivos que constituyen un ecosistema sin tener en cuenta los factores abióticos que ha de ser comprendido en función de relaciones interespecíficas y no sólo de las especies. Por último, la ecología se ocupa del estudio de las poblaciones

La Selección Natural determina que la composición de las poblaciones vaya variando y fluctuando con el tiempo pues depende de la presión del medio ambiente sobre ellas. Sin embargo, la optimización es imposible aunque cuando cambian las frecuencias en los fenotipos de la población se modifican las presiones selectivas.

A pesar de ello, también podemos encontrar la adaptación sin evolución debido a que los individuos presenten diferentes fenotipos en diferentes ambientes. Esto se conoce como plasticidad que, junto con la fisiología se basa en la epigenética. La plasticidad puede mantenerse cuando hay flujo entre diferentes poblaciones. Con el paso del tiempo, la plasticidad desaparee y se favorece la estabilidad genética para un rango de variaciones.

Concluimos que sin comprender el pasado no se puede explicar el presente ni predecir el futuro. Los problemas actuales sólo pueden ser resueltos con cuestiones científicas.

2.- ADAPTACIÓN DEL COMPORTAMIENTO: SISTEMAS DE APAREAMIENTO Y CUIDADOS PARENTALES

Autor: Manuel Soler

Forma parte del Departamento de Biología Animal y Ecología de la Universidad de Granada. Es catedrático de Biología Animal en la Universidad de Granada y fue presidente de la Sociedad Española de Biología Evolutiva desde su fundación en 2005 hasta noviembre de 2009.

Sus investigaciones se centran en la ecología del comportamiento y ha dirigido y particupado en numerosos proyectos regionales, nacionales y de la Unión Europea así como en numerosas sociedades científicas. Sus publicaciones se centran en aves y sus libros tratan acerca del comportamiento animal.

Resumen:

La exposición comienza con una breve descripción del concepto de evolución el cual implica un cambio a lo largo del tiempo. Lo que se modifica son los genes por lo que los mecanismos de cambio son deriva genética y mutación junto a la migración. Todos los cambios son sometidos a la Selección Natural que actúa cuando hay una variabilidad entre los individuos de un carácter heredable y una reproducción diferencial.

El comportamiento de los individuos también está sometido a la Selección Natural y, por tanto, también el comportamiento sexual que implica la búsqueda de pareja y, a veces, un cuidado parental. Por lo tanto, la reproducción da lugar a un gasto importante de energía por lo que, a lo largo de la evolución, surgen varias estrategias reproductivas.

El sistema de apareamiento puede ser muy diverso: monogamia, poliginia, poliandria, poliginandria y promiscuidad son los más comunes. Hay diferencias entre machos y hembras: tamaño del gameto (las hembras producen un solo gameto grande y los machos, muchos y pequeños) y tiempo dedicado al cuidado parental.

El cuidado parental implica una mayor eficacia biológica de la descendencia y, principalmente, aparece en aves y mamíferos, aunque se da en todo el reino animal. El hecho de que no aparezcan en todos los seres vivos es debido a que no todos los individuos están sometidos a las mismas presiones selectivas.

En las especies con cuidado parental suele ser la hembra la que lo presenta y es el macho el que a veces no desempeña esta función ya que no tiene certeza de paternidad, biológicamente las hembras de muchas especies están predispuestas a realizar esta tarea y existe un conflicto entre machos y hembras. Sin embargo, en las aves es común la participación de los dos individuos aunque si no es necesario, uno de los parentales intenta buscar otra pareja.

Además, existe un conflicto entre padres e hijos basado en que los padres tratan de sacar adelante a todos los individuos por igual mientras que los descendientes son egoistas y piden más cuidados para crecer más y tener más posibilidades. El éxito del progenitor estará en sacar adelante a todos y no sólo al más exigente y en que los cuidados parentales no duren más tiempo del necesario y no retrasar su proxima reproducción.

Todos estos aspectos pueden aplicarse a la especie humana aunque la sociedad actual ha retrasado el momento de la emancipación ya que no hay escasez de recursos. Sin embargo, los hijos no han cambiado y siguen siendo exigentes ya que eso ha favorecido su supervivencia. Por tanto, no se puede conseguir que un niño deje de llorar porque han evolucionado para ser eficaces pidiendo.

3.- SELECCIÓN NATURAL, SELECCIÓN SEXUAL Y ADAPTACIÓN.

Autor: Santiago Merino

Forma parte del Departamento de Ecología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales. Sus trabajos están enfocados hacia las relaciones entre seres que causan enfermedades y sus hospedadores. También se ha interesado en las historias vitales de aves, concretamente en los costes fisiológicos de la reproducción y el parasitismo también en aves y parasitosis en pequeños mamíferos.

Resumen:

Antes de Darwin, hubo importantes naturalista como Linneo ("Historia Natural") Cuvier que afirmó que habían existidos especies que ahora estaban extintas y Lamarck. Cuando Darwin emprendió su viaje en el Beagle recopiló numerosos datos acerca de las especies que se encontró en el viaje y cuando volvió a Inglaterra las publicó en el Origen De Las Especies animado por Wallace que llegó a las misma conclusiones.

La idea principal del Origen De Las Especies era: Todos los seres vivos tienen un origen común y por tanto unas especies se han desarrollado a partir de otras preecistentes mediante Selección Natural. La Selección Natural siempre está presente cuando hay una variabilidad fenotípica cuyo genotipo es heredable. Las consecuencias de esto son una supervivencia reproductiva diferencial resultado de una competencia y adaptación y, que posteriormente, dará lugar a una especiación. La variación es a nivel del individuo pero la selección natural influye a nivel de poblaciones y grupos más grandes.

Además de la Selección Natural hay otros tipos de selección como la selección sexual que permite explicar rasgos que no ayudan a la supervivencia de los individuos pero que sí ayudan a la reproducción. No implica una lucha por la supervivencia si no una lucha entre los individuos de una especie por dejar descendencia. Esto da lugar a estrategias reproductores específicas de cada especie y que pueden llegar a ser diferentes entre machos y hembras.

Como conclusión afirma que el ser humano no está más evolucionado que cualquier otro ser vivo con el que conviva ya que no es más que otro superviviente. Aprovecha sus recursos para aumentar su éxito reproductivo y no somos diferentes de los animales porque no tengamos instintos si no porque podemos rebelarnos contra ellos.

4.- EVOLUCIÓN ADAPTATIVA, PLASTICIDAD, SELECCIÓN Y DERIVA GÉNICA

Autor: Iván Gómez Mestre

Forma parte del Instituto Cantábrico de Biodiversidad en la Universidad de Oviedo. Sus investigaciones están centradas en como el mediambiente afecta al desarrollo de organismos y como se adaptan los organismos a los cambios ambientales. Como sujetos experimentales ha utilizados numerosas especies de anfibios y sus adaptaciones a los factores abióticos y sus interacciones con los predadores, los competidores y los patógenos.

Resumen

La conferencia arranca con el concepto de microevolución que se produce debido a mutaciones, selección, deriva génica y adaptaciones. Para explicar esto hay varios modelos: el modelo de Fisher y el modelo de Wrigh. El primero estipula que la evolución ocurre debido a la acumulación de pequeñas mutaciones sin efecto fenotípico hasta que un día lo tienen.

Cuando el ambiente es heterogéneo se pueden mantener ciertas mutaciones por lo que se mantiene la evolución adaptativa. De aquí parte el concepto de plasticidad adaptativa que funciona cuando hay heterogeneidad ambiental, el carácter tiene bases heredables y los beneficios son mayores que los gastos. Sin embargo, la plasticidad tiene un coste ya que es dificil de medir y ser plástico para un carácter tiene un alto coste.

La conferencia continuó con diferentes trabajos de Iván Gómez basados, sobretodo en anfibios donde había estudiado la plasticidad de diferentes caracteres. Tenemos que tener en cuenta que la plasticidad ancestral divergen en diferentes regímenes medioambientales como el carácter de polimorfismo de la cola que depende de la temperatura. En este caso nos podemos encontrar que en pocas generaciones el carácter ha cambiado.

5.- DIMORFISMO SEXUAL EN TAMAÑO

Autor: Jordi Figuerola

Forma parte del Departamento de Ecología de Humedales en la Estación Biológica de Doñana. Sus investigaciones están centradas en la relación entre la evolución, el comportamiento y la ecología de poblaciones centrado especialmente en aves.

Tiene múltiples publicaciones acerca de parásitos, rutas migratorias, dimorfismo sexual y dinámica de poblaciones de aves

Resumen

Darwin, en sus observaciones remarcó que las hembras suelen ser más grandes que los machos salvo en mamíferos. Cuando las hembras son grandes pueden poner más huevos y hay más posibilidad de apareamiento y capacidad de defensa mientras que si son pequeñas la maduración es rápida, los tiempos de alimentación son más cortos y puede dedicar más energía a la cría. En cambio, los machos cuando son más grandes tienen más posibilidades de aparearse porque su tamaño es un reflejo de su fuerza y, si por el contrario, son pequeños, cuentan con mayor agilidad y tienen ventaja en las peleas y los pavoneos.

Se habló de la regla de Rensch en la que los machos más grandes suelen ser los más favorecidos. Esto no es siempre así pero es evidente que el dimorfismo sexual es más acusado en especies de mayor tamaño fruto de la respuesta a la presión selectiva por parte de cada sexo. Sin embargo, es importante tener en cuenta que en la época de cría el individuo más grande es más sensible y muere más fácilmente debido a que necesita mayor cantidad de alimento.

La charla se desarrolla como una explicación de las ventajas e inconvenientes del dimorfismo sexual y las diferentes estrategias. Se centra mucho en aves pues es un grupo de fácil estudio y con un dimorfismo y unas estrategias de reproducción muy características.

Hay varias hipótesis que se plantean como causas del dimorfismo sexual: selección de fecundidad, división de recursos, selección de presa y agilidad en los displays. Estos son las hipótesis verdaderas entre un gran número de teorías que han resultado no ser ciertas.

8.- ECOLOGÍA SENSORIAL Y EVOLUCIÓN DE SEÑALES MÚLTIPLES EN REPTILES

Autor: Pilar López

Pilar López, licenciada y doctorada en biología y especialista universitaria en ciencias ambientales por la Universidad Complutense de Madrid. Tiene múltiples proyectos de investigación centrados especialmente en el comportamiento y ecología reptiliana y en ecología evolutiva.

Forma parte del Departamento de Ecología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales.

Resumen:

Aparte de la Selección Natural podemos encontrar la Selección Sexual que consiste en la comunicación entre machos y hembras basada en señales o exhibiciones para manipular el comportamiento. Hay diferentes tipos de señales: eléctricas, visuales, químicas, táctiles y acústicas. Las señales son muy precisas y pretenden mandar un mensaje muy concreto.

Las señales han sido seleccionadas para garantizar la honestidad ya que una señal implica un gasto de energía que está en relación con la "calidad" del individuo. También es importante para reducir la ambigüedad y para que haya un equilibrio entre la capacidad de manipulación del emisor y la capacidad de resistirse del receptor. Sin embargo, las señales no son individuales, son señales múltiples que pueden dirigirse a diferentes receptores o también ser señales múltiples que pueden dirigirse a diferentes receptores.

Pilar López trabaja, principalmente, con reptileslos cuales presentan señales visuales y químicas. Ambos tipos de señales informan sobre la calidad morfológica y fisiológica del macho. Las señales visuales tienen que ver con el color de las escamas y con un componente UVA. Las señales químicas se producen a trav´s de las gándula femorales de los lagartos. Estos señales son captadas por el órgano vomero-nasal al que llevan las partículas olorosas captadas por la lengua.

Las señales químicas se van degradando y es difícil mantenerlas con el tiempo. Además la capacidad de captación y emisión se ve influida por las condiciones ambientales. Por eso la Selección Natural puede llegar a favorecer el cambio de los compuestos que intervienen o, incluso, a cambiar la forma de comunicación. Esto puede llegar a suceder dentro de diferentes grupos de individuos de la misma especie para adaptarse a las condiciones microclimáticas.

La conferencia acaba con una pregunta: ¿Podrían responder las lagartijas a cambios ambientales rápidos? De momento no se ha hallado respuesta