Unidad 1. Biología de poblaciones · Tema 1: Evolución Vegetal. ... Evolutionary Biology. 3 ed. Sinauer, Sunderland • Harper J.L., 1977. Population Biology of Plants. Academic

Evolución vegetal

Unidad 1. Biología de poblaciones Teoría: Juan Arroyo

Departamento de Biología Vegetal y Ecología, Universidad de Sevilla

Curso 2011-12

Tema 1 •  A. Historia del concepto de población

–  Esencialismo y Tipologismo: desde Platón a Linneo, descubriendo tipos y patrones

–  Poblacionismo: la revolución mecanicista de Darwin y Wallace

•  “Evolución como proceso” •  “Relación Antecesor-Descendiente” •  “Gradualismo”. •  “Especiación poblacional” •  “Selección natural”

•  B. Peculiaridades de las poblaciones vegetales

Tema 1: Evolución Vegetal. Biología de Poblaciones

Especiación poblacional


(Futuyma 1998)

Especiación poblacional. Antecedentes

•  Acumulación de evidencias sobre desviaciones del patrón

•  Economía: Thomas Malthus “Essay on the Principle of Population” (1798)

•  Matemáticas: P.F. Verhulst (1839), Ecuación logística

•  Antropología: L. Quetelet (1842), ajuste de variaciones poblacionales a curvas normales


Variación poblacional. Consecuencias: demografía

•  Demografía ecológica de plantas: todos los genotipos tienen igual probabilidad de éxito/muerte – Nagëli (1874) – Sukatschew (1928) – Clements (1929) – Tansley (1917) – Harper (1977)


Variación poblacional. Consecuencias: Síntesis Moderna

(Neodarwinismo, Teoría Sintética, Síntesis Evolutiva)

•  Compatibilización entre genética mendeliana y selección natural y gradualismo (8/20 principios basados en biología y genética de poblaciones: no todos los genotipos tienen las mismas posibilidades de sobrevivir)

•  Evolución: cambios en las frecuencias alélicas


Retos al Neodarwinismo •  Neutralismo (M. Kimura, años 60) (genética de

poblaciones) •  Equilibrio puntuado (S.J. Gould y N. Eldredge, años 70)

(macroevolución) •  Niveles de selección (W.D. Hamilton, G.C. Williams, años

60) (genética poblacional teórica, selección de especies) •  “Evo-Devo” (S. Oyama, años 80) (restricciones del

desarrollo)

Any criticism of the synthetic theory that turned out to have some substance was subsumed in a modified version of this theory. Instead of being a weakness, this

ability to change is one of the chiefs strengths of the synthetic theory of evolution. As in the case of species, scientific theories evolve (D.L. Hull 2002)


“Una población es una colección de individuos que están suficientemente cercanos como para reproducirse entre ellos. La asunción implícita es que los genes fluyen entre los individuos (...). En la práctica, una población usualmente es cualquier colección de individuos de la misma especie distribuidos más o menos contiguamente” (Akçakaya et al. 1999)

Las poblaciones no son homogéneas en ninguno de sus dos componentes básicos: genético y espacial, sino que están estructuradas

Estructura genética: variaciones en las frecuencias génicas Estructura espacial: variaciones en densidad de individuos Estructura de edades Estructura de tamaños

En conclusión...


Tema 1 •  A. Historia del concepto de población

–  Esencialismo y Tipologismo: desde Platón a Linneo, descubriendo tipos y patrones

–  Poblacionismo: la revolución mecanicista de Darwin y Wallace

•  “Evolución como tal” •  “Relación Antecesor-Descendiente •  “Gradualismo”. •  “Especiación poblacional” •  “Selección natural”. El medio (impredecible)

promociona o descarta los individuos que no se ajustan a sus condiciones, gracias a su reproducción diferencial.

•  B. Peculiaridades de las poblaciones vegetales


B. Particularidades de las poblaciones vegetales

•  Crecimiento meristemático – Localización: ápices de tallos y raíces, axilas de

hojas, cambium de dicots y gimnospermas – Predeterminación de su función

•  Meristemos que originan tallos originan nuevos meristemos

•  Meristemos florales no originan nuevos meristemos

•  Inmovilidad


Meristemos


Arquitecturas

Salix herbacea Salix pentandra

Cyperus alternifolius

Trifolium repens


Arquitectura genética y reproductora de las plantas

(crecimiento meristemático horizontal)

•  “Genet”: individuo resultante de una semilla que es genéticamente idéntico en todos sus módulos

•  “Ramet”: módulos de un mismo genet, parcial o totalmente independientes

•  Semelparismo (monocarpia) •  Iteroparismo (policarpia)


Consecuencias

•  El éxito reproductor depende del tamaño (nº de módulos) y la edad (continua producción de meristemos)

•  Dificultad en la asignación de la identidad de genets vs. ramets


B. Particularidades de las poblaciones vegetales

•  Crecimiento meristemático – Localización: ápices de tallos y raíces, axila de

hojas, cambium de dicots y gimnospermas – Predeterminación de su función

•  Meristemos que originan tallos originan nuevos meristemos

•  Meristemos florales no originan nuevos meristemos

•  Inmovilidad


Inmovilidad

•  SÍ: Estrategias de tolerancia y resistencia pasiva frente a interacciones negativas bióticas (e.g., herbivoría) y abióticas (estrés)

•  NO: Movimiento de genes –  Vía polen: intercambio genético entre poblaciones

existentes. Consecuencia: estructuración genética poblacional

–  Vía semillas: además, fundación de nuevas poblaciones (dinámica poblacional regional). Consecuencias: expansión de área y estructuración genética poblacional


Sistemas y patrones de dispersión

Marcadores moleculares

Modelado inverso


Para saber más... •  Akçakaya H.R., M.A. Burgman & L.R. Ginzburg, 2001. Applied

population ecology. 2nd ed. Sinauer, Sunderland •  Crawley M.J., 1997. Plant Ecology. 2nd ed. Blackwell, Oxford. •  Futuyma D.J., 1998. Evolutionary Biology. 3rd ed. Sinauer, Sunderland •  Harper J.L., 1977. Population Biology of Plants. Academic Press,

London •  Hull D.L., 2002. History of Evolutionary Thought. In: M. Pagel (ed.)

Encyclopaedia of Evolution. Oxford University Press, Oxford. •  Mayr E. 1982. The Growth of Biological Thought. Harvard University

Press, Cambridge. •  Milner R., 1995. Diccionario de la Evolución. Biblograf, Barcelona. •  Silvertown J. & D. Charlesworth, 2001. Introduction to plant population

biology. Blackwell, Oxford


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