Karina Boege Paré
Instituto de Ecología UNAM
La selección natural:
el motor de la evolución
1809-2009
Feliz
cum
pleaños
D
...
Biodiversidad
¿Por qué hay tantas especies diferentes?
¿Qué promueve la diversidad de
formas, colores, tamaños,
comportami...
Charles Darwin Alfred Russell Wallace
Siglo XIX
Principales contribuciones
1Evolución de las especies
2La selección natural es el mecanismo
principal detrás del proceso d...
Las especies son únicas, creadas como las vemos hoy y no cambian
Evidencia fósil
Charles Lyell
La historia de la tierra se extiende a millones de
años
Períodos sucesivos de extinción y creación
de especi...
Conde de Buffon Las diferencias entre especies
emparentadas de animales que viven
en diferentes partes del mundo
reflejan ...
1831
1848
Wallace
Darwin
Beagle
Variación entre individuos de especies actuales
Sinsontes
Megaterio
Comparación entre especies extintas y vivientes
Armadillo gigante
Cambios acumulados durante largos periodos de tiempo
Ajustes evolutivos que ocurren en tiempos generacionales
Nuevas espec...
2La selección natural es el mecanismo
principal detrás del proceso de evolución
Principales contribuciones
1Evolución de l...
“Si no fuera por las enfermedades, hambrunas,
guerras y otros factores, la población humana se
propagaría mas allá” de nue...
1 En cada generación nacen más individuos de una especie que
los que viven para reproducirse “Lucha” por la existencia
Olmo americano
1 En cada generación nacen más individuos de una especie que
los que viven para reproducirse “Lucha” por la...
2 Todos los individuos difieren en estructura y comportamiento
Sinsontes
Variación
2 Todos los individuos difieren en estructura y comportamiento
Variación
2 Todos los individuos difieren en estructura y comportamiento
Selección artificial
Brassica oleracea
Selección artificial
3 La variación en estos atributos produce diferencias en la
capacidad de los organismos de sobrevivir y reproducirse
4 Estos atributos son heredables, es decir, se transmiten de padres a hijos
Parecido entre padres e hijos
5El hecho de que los individuos que expresan ciertos atributos tengan mas hijos que
los que no los expresan, producirá, la...
Selecciónnatural
1 Mortalidad pre-reproductiva
2 Variación en ciertos atributos
3 Reproducción diferencial asociada a dich...
¿Qué es la selección natural?
Mecanismo, fuerza evolutiva, que nos permite explicar cómo
cambian las especies
¿Quién la pr...
Adaptación: ¿Por qué cambian las especies?
Angraecum sesquipedale Xanthopan morganii praedicta
Macropinna microstoma
La selección
natural puede
dar origen a
estructuras
muy complejas
Ojos
Narinas
Camuflaje con el fondo,
evasión de depredadores
John Endler 1980
Selección natural en manchas de Gupies
Atracción de parej...
Selección natural como un proceso acumulativo y creativo
Probabilidad muy baja
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1/3000
G
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Probabilidad mayor...
Acumulación de atributos adaptativos que
en su conjunto conforman estructuras o
comportamientos adaptativos
Selección natu...
Las adaptaciones no se logran
“intentando”
Sierra…..sierra… una sierra!
Algunos malentendidos...
× Esto es justo lo
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..Y sin embargo, la selección no es “perfecta”
…no trabaja bajo un “diseño óptimo”
Ojo de humano
Punto ciego.
“error de di...
¿Cómo estudiamos la selección natural?
a) Con observaciones y mediciones
Largo del cuerno (mm)
Éxitoreproductivo
Conner 19...
¿Cómo estudiamos la selección natural?
a) Con observaciones y mediciones
1) Profundidad del pico variable en la
población
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¿Cómo estudiamos la selección natural?
a) Con observaciones y mediciones
1) Profundidad del pico variable en la
población
...
¿Cómo estudiamos la selección natural?
a) Con observaciones y mediciones
1) Profundidad del pico variable en la
población
...
¿Cómo estudiamos la selección natural?
a) Con observaciones y mediciones
1) Profundidad del pico variable en la
población
...
b) Con experimentos
¿Cómo estudiamos la selección natural?
Númerodenidospormacho
Colas: cortas normales alargadasAndersson...
Principales contribuciones
1Evolución de las especies
2La selección natural es el mecanismo
principal detrás del proceso d...
Evolución: Descendencia con modificación
×
c) Método comparativo
Zorro volador Murciélago frugívoro
¿Cómo estudiamos la selección natural?
a) Tamaño del grupo
b) Tam...
Tamaño
del
grupo
Masa
corporal
(gr)
Masa de
testículos (gr)
Especie
Hosken (1998)
Contraste en el tamaño del grupo
ContrasteenelTamañodetestículos
Hosken (1998)
Biodiversidad
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tamaños, comportami...
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  • Ante la biodiversidad abrumadora que observamos en la naturaleza, desde hace siglos un par de preguntas que han sido de gran interés son: ¿Por qué hay tantas especies diferentes? Y ¿Qué promueve la diversidad de formas, colores, tamaños y comportamientos en la naturaleza?
  • Durante el siglo XIX, Chales Darwin y Alfred Rusell Wallace nos ofrecieron la información necesaria y una teoría concreta y demostrable para responder dichas preguntas.
  • Durante esta charla, les voy a platicar de las tres grandes contribuciones de estos personajes: La apreciación de la evolución de las especies, sobre la teoría de selección natural como mecanismo principal que está detrás del proceso de evolución adaptativa y del concepto de filogenia.
  • Pero antes, un poco de historia para contextualizar el ambiente en el que se propusieron estas ideas. A pesar de que ya en el siglo XIX la idea de evolución flotaba de alguna manera en el aire de manera informal, pero a la par de otras ideas del origen del universo, la sociedad occidental y en particular la victoriana tenían la idea de que las especies son entidades fijas en la naturaleza creadas por una fuerza divina, esto, es que nada cambia. Bajo esta concepción, las especies estaban basadas en un modelo con una forma ideal
  • Sin embargo, esta idea no era convincente para muchos científicos, sobre todo ante la evidencia fósil que sugería la existencia de muchas especies en el pasado que ahora a no existen, y demostraba algunas incoherencias geográficas como la presencia de conchas en lo alto de las cordilleras montañosas-
  • Por otro lado, en el siglo XVIII ya se hablaba de que los animales y las plantas estaban adaptados a su ambiente.
    Una influencia muy importante para el pensamiento evolutivo fue la del padre de la geología moderna, Charles Lyell, quien había dejado claro que la historia de la tierra se extiende a millones de años. También había sugerido que en la historia de la Tierra, los movimientos aleatorios de los continentes habrían generado cambios climáticos importantes, y muchas especies, al no poder emigrar o competir con otras especies, se habrían extinguido y habrían sido sustituidas por otras especies. La idea de cambio ya estaba sobre la mesa.
  • Otro personaje del siglo XVIII que ya había empezado a hablar de la influencia del ambiente en las especies fue el Conde Buffon, quien sugirió que “Las diferencias entre especies emparentadas de animales que viven en diferentes partes del mundo reflejan las diferencias en los ambientes que habitan. Por ejemplo las diferencias en el pelaje de los osos andinos y los osos polares dejan claro que debe de haber algo en los ambientes que ocasionan dichas diferencias.
  • Así que, con la influencia de estas ideas, Darwin y Wallace emprendieron viajes independientes, recorriendo gran parte del mundo. Para ese entonces, Darwin tenía tan sólo 22 años.
    Durante su viaje, Darwin colectó y describió una gran cantidad y variedad de ejemplares de muchas especies, y a raíz de esto empezó a ver que las especies diferían mucho de esta idea de perfección. Más bien eran un conjunto de individuos con variaciones, a veces imperceptibles, y otras veces muy evidentes.
    Por su parte, Wallace se dedicó a documentar la biogeografía de las especies, esto es, las diferencias en la distribución geográfica de las especies
  • Durante su viaje, que en total duró 5 años, Darwin se dedicó a colectar y describir las especies que iba encontrando en su camino. En particular, en las islas Galápagos Darwin colectó muchos individuos de un grupo de aves llamados sinsontes, que viven en muchos tipos de ambientes en toda América. Los clasificó para mandarlos a Inglaterra con el especialista de este grupo. Para su sorpresa, cuando regresó a Inglaterra se enteró que había mal clasificado a muchos de ellos, ya que era difícil distinguir entre los atributos que definían cada subespecie, dada la variación de estos atributos dentro de cada subespecie. Fue a partir de ahí que empezó a pensar que ese concepto de que las especies son entidades fijas con atributos particulares que las caracterizan era un supuesto arbitrario. En este momento, también visualizó cómo una especie puede cambiar evolutivamente para convertirse en otra.
  • Otra clave que llevó a Darwin a concluir sobre la existencia de la evolución de las especies tuvo que ver con la evidencia fósil con la que se encontró durante su viaje. Por ejemplo, en Argentina, Darwin colectó fósiles de megaterios y armadillos gigantes, mamíferos que hoy en día ya no existen y sin embargo parecían estar relacionados entre sí y con otros mamíferos de la actualidad
  • A partir de esta evidencia, definió la variación o los cambios entre especies relacionadas como ajustes evolutivos que ocurren en tiempos generacionales, y sugirió que estos cambios o ajustes evolutivos durante largos períodos de tiempo podrían dar origen a nuevas especies. Uno de los casos más estudiados es el de los pinzones de Darwin, grupo de especies de aves de las islas Galápagos muy parecidas entre si, excepto por las dimensiones de su pico. Darwin observó toda una gama de tamaños y formas de picos en dichas especies, y las asoció con el tipo de alimento que consumían, y si éste lo encontraban en el suelo (granívoros) en cactus y arbustos (frugivoros) o en árboles (insectivoros y frugivoros)
  • Tanto Darwin como Wallace llegaron de manera independiente a las mismas conclusiones: para ambos quedaba claro que la evolución de las especies es un hecho que ha ocurrido y que ocurre en el presente. El mecanismo que propusieron para explicar estos cambios constituye su segunda gran contribución para la ciencia: el proceso de selección natural, e inclusive escribieron un artículo juntos al respecto, aunque Darwin fue quien después se dedicó a escribir su famosa obra, “El origen de las especies”, que volvió muy popular el concepto de selección natural
  • Para hablar de la segunda gran contribución de Darwin y de Wallace, el mecanismo que genera la evolución de las especies, es necesario describir también la influencia que tuvo un gran economista del siglo XVIII en el pensamiento evolutivo. Se trata de Thomas Malthus , quien escribió un ensayo sobre el principio de la población humana, proponiendo que, …”si no fuera por las enfermedades, hambrunas, guerras y otros factores, la población humana se propagaría mas allá de nuestros límites para producir suficientes alimentos para mantenerla). Esta idea proporcionó las bases para la idea de que existe una lucha por la existencia.
    Tanto Darwin Como Wallace no tardaron en pensar que animales y plantas probablemente también están bajo la misma presión poblacional. En particular, notaron que la mayoría de los individuos produce muchísima más descendencia de la que va a sobrevivir para llegar a una etapa reproductiva
  • La primera gran premisa de la teoría de seleción es que en cada generación nacen más individuos de una especie que los que viven para reproducirse. Esto es, hay una mortandad pre-reproductiva.
    Y aqui quisiera aclarar que el concepto de lucha no significa individuos peleando en un ring por sobrevivir. Más bien que todos están bajo presiones determinadas prara poder sobrevivir y reproducirse, y que solo algunos contarán con las características para lograrlo.
    Por ejemplo, de alrededor de 200 huevos que pone una tortuga marina, solo unas cuantas llegarán a su edad reproductiva
  • O esta mortalidad pre-reproductiva también queda claro cuando observamos las miles de semillas que produce un olmo, y nos damos cuenta que sólo un bajísimo porcentaje de estas semillas llega a lugares adecuados para germinar, crecer y finalmente, reproducirse.
  • Un segundo punto muy importante que influyó en el pensamiento evolutivo fue la presencia de variación en las especies. Como ya mencioné anteriormente, fue una de las cosas que más llamó la atención de Darwin durante su viaje, en particular, fue la variación dentro y entre subespecies.
  • Y la variación entre los individuos de una especie es algo que podemos observar de manera cotidiana en nosotros mismos, si volteamos a nuestro alrededor nos damos cuenta de inmediato que todos nuestros vecinos son en mayor o menor medida diferentes
  • Y, aunque no sea tan evidente para nuestros ojos, en cada especie los individuos van a presentar algún grado de variación en muchas de sus características. Por ejemplo, en este grupo de orugas gregarias, la coloración de las bandas, la densidad de pelos, su tamaño, el color de la cabeza no es idéntica entre todos los individuos.
    Entonces, recapitulando: 1) hay mas individuos de los que pueden sobrevivir y 2) las características de estos individuos son variables
  • Aquí quisiera hacer otro paréntesis para hablar de la influencia que tuvieron los criadores de perros y palomas en el pensamiento evolutivo. Darwin aprendió que los criadores y agricultores podían moldear las razas o las variedades de animales y plantas, reproduciendo sólo aquellas que poseían las características deseadas, para lograr una gran diversidad de variedades a partir de un ancestro común. Y esto queda muy bien ejemplificado en el caso de todas las razas tan distintas de perros, o en las variedades de coles que se originaron a partir de una especie silvestre
  • Pero, exactamente, ¿cómo funciona la selección artificial? Darwin aprendió que para generar razas de perros o palomas, los criadores escogían a los individuos con las características deseadas y permitían que sólo esos individuos se reprodujeran. Así en la generación siguiente los hijos, tenían un promedio mayor en el atributo deseado. Por ejemplo, si querían producir una raza de perro muy peluda, escogerían a los individuos más peludos de una primera generación y los cruzarían entre si. De los hijos de esta generación, escogerían otra vez a los más peludos para cruzarlos. Así, a lo largo de unas cuantas generaciones, todos los perros que tendrían serían peludos.
  • Bajo este mismo principio Darwin propuso un tercer punto de su teoría implica que la variación en estos atributos produce diferencias en la capacidad de los organismos para sobrevivir y reproducirse. Por ejemplo, la cantidad de pelos, el tamaño de las larvas puede influenciar su capacidad de consumir alimento. La variación en el color y en la densidad de pelos también puede determinar el riesgo de ser depredados o parasitados, y finalmente, muchos de estos factores también van a influenciar qué tan en forma llegan a la edad reproductiva para poder encontrar pareja.
  • Darwin se basó en sus observaciones para proponer la cuarta premisa de su teoría de la selección natural. Estaba convencido de que de alguna manera los atributos adaptativos expresados por los padres se transmitían a su progenie. Esto lo vemos en muchos animales e inclusive en nosotros mismos. A veces de una manera rebuscada pero, podemos decir que en general, nos parecemos a nuestros padres. Hoy en día sabemos que esta heredabilidad de los caracteres se transmite en las moléculas de ácido desoxiribonucéico o ADN que se copian de una generación a otra
  • Finalmente, la última premisa de la teoría de selección natural es que el hecho de que ciertos atributos confieren a los individuos una capacidad diferente de sobrevivir y reproducirse, genera cambios generacionales en las características de la especies
  • En resumen, los cuatro postulados de la teoría de la selección natural son: que hay una mortalidad pre-reproductiva importante, que existe variación en ciertos atributos o comportamientos, que estos atributos son heredables, y que la variación en los mismos se traduce en diferencias para sobrevivir y reproducirse, lo que genera cambios en las características de la especie a través de las generaciones
  • Entonces, qué es la selección natural? Es un mecanismo que produce evolución en las especies, en otras palabras, una fuerza evolutiva.
    Y quién la produce? Los agentes de selección pueden ser un depredador, una tormenta, un virus que produce una enfermedad, una pareja, nuestros propios hermanos, o las condiciones climáticas de algún lugar.
  • Si el concepto de selección natural nos sirve para explicar cómo cambian las especies, el concepto de adaptación nos sirve para explicar por qué cambian.
    En principio, los cambios producidos por la selección no tienen que ser muy drásticos, pueden, por ejemplo, empezar como pequeños aumentos en la longitud de la lengua de las mariposas. Si esto les confiere alguna ventaja, por ejemplo proporcionar una alimentación más eficiente, a la larga, la lengua de las mariposas de esa especie tendería a ser cada vez más larga, pues la eficiencia en la alimentación se vería reflejada en un mayor éxito reproductivo.
    En su paso por Madagascar, Darwin descubrió una orquídea con un tubo para almacenar néctar largísimo, de alrededor de 36 cm. A partir de eso, predijo que tendría que haber una mariposa con una lengua de la misma dimensión. Casi 50 años mas tarde, se descubrió la existencia de esta mariposa, con una lengua de más de 30 cm de largo, que en efecto, se alimenta del néctar de la orquídea de Darwin, de la misma dimensión.
    Podrímos decir que en estas dos especies ha ocurrido una evolución adaptativa, en la exageración de ciertos atributos, como la cámara del néctar y la lengua de los polinizadores le confirió a los individuos cierta ventaja reproductiva
  • Así, la selección natural puede dar origen a la evolución de complejas estructuras como el ojo humano, o como los ojos de este pez pelágico, que además de ser muy eficientes en la poca luz aunque llega al fondo del océano, pueden girar, permitiendo al pez ver hacia el frente, o hacia arriba, a través de su cabeza transparente
  • Para ejemplificar el efecto de la selección natural tenemos el caso de la evolución de las manchas en el cuerpo de los Guppies. Cuando estas manchas se confunden con el fondo de las pozas en donde viven, los guppies logran escapar de sus depredadores. Sin embargo, también son menos vistosos para sus parejas potenciales, que cuando las manchas contrastan más con el fondo de las pozas. En un ingenioso experimento, Endler colocó ante dos escenarios individuos de guppies con una variación considerable en el tamaño de sus manchas: unos tenían un fondo de grava gruesa, mientras que otros tenían un fondo de grava fina. Además primero colocó en los estanques a los depredadores de estos peces, y después repitió su experimento sin depredadores. Después de 15 generaciones, observó las diferencias en la frecuencia del tipo de manchas bajo estos distintos escenarios: Cuando había depredadores, la mayoría de los peces presentaban manchas grandes, cuando el fondo era de grava gruesa, y manchas pequeñas cuando el fondo era de grava fina. En cambio, en ausencia de depredadores, el patrón fue el contrario: la selección favoreció a aquellos individuos que contrastaban más con el fondo del estanque.
    Con este ejemplo quisiera dejar claro que la selección sólo produce adaptaciones bajo condiciones determinadas, y que cuando estas condiciones cambian, el resultado de la selección pasada puede resultar en una maladaptación. Por ejemplo, si en el estanque en donde antes había depredadores ahora los quitamos, los organismos que tenían un éxito reproductivo mayor ahora serían los que menor éxito tendrían.
  • Sin embargo, no es que de la nada evolucionen estas estructuras tan complejas. Más bien, la selección natural es un proceso acumulativo y creativo. Para entender un poco como funciona la selección natural, podemos pensar en una bolsa con canicas de colores que llevan las letras del abecedario. Si quisiéramos formar la palabra GOL sacando tres canicas, la probabilidad de que esto ocurriera pronto es muy baja.
    Sin embargo, si cambiamos las reglas del juego y cada vez que sacamos canicas que no nos sirven las sacamos de la bolsa, mientras que las que nos interesan vuelven a entrar en esta lotería, entonces la probabilidad es todavía más alta.
    Finalmente, si agregamos una regla mas, que cada vez que sacamos dos letras en el orden que nos interesa las podemos pegar antes de volverlas a meter a la bolsa, entonces es muy probable que pronto obtengamos la palabra deseada.
    De manera muy simplificada, así es como funciona la selección natural, elimina aquellos individuos que no tienen las caracterísiticas para seguir jungando en la lotería de la vida, y favorece aquellos que si las tienen
  • Así, la acumulación de pequeñas variaciones que confieren alguna ventaja reproductiva, y con el tiempo suficiente, puede derivar en la evolución de complejas estructuras como el ojo, el señuelo luminoso de los peces pelágicos que les permite atraer a sus presas, complejas danzas de cortejo, o las maravillosas coloraciones que permiten el camuflaje por ejemplo de esta mariposa que parece una hoja seca, o de esta mantis religiosa que se confunde con las flores donde espera a sus presas
  • Y quisiera hacer un alto aqui para aprovechar y aclarar un malentendido muy frecuente sobre la selección natural. A pesar de que este mecanismo evolutivo produce estructuras o comportamientos adaptativos, no implica que los organismos busquen evolucionar para producir dichas estructuras. Los individuos tienen o no los genes que les permiten sobrevivir y reproducirse mejor que otros, y es sobre esta variación genética que trabaja la selección natural, no a partir de la “voluntad” de los organismos.
    De igual manera, la selección no tiene una intención. Esto es, no provee a la especie con lo que necesita. Más bien trabaja sobre la variación genética en una población para seleccionar a los individuos con atributos que se traducen en un mayor éxito reproductivo. Como esos individuos tendrán más hijos, en la siguientes generaciones podremos observar un cambio evolutivo en las características de la especie
  • Otro malentendido es la idea de que la selección natural “perfecciona” las especies. En realidad, la selección dista mucho de ser perfecta, y mucho menos trabaja sobre un diseño pre-establecido. Muchas veces encontramos errores de diseño. Como en el caso del ojo humano, que tiene todas las inervaciones por encima de la retina, de manera que para el paso del nervio óptico existe una hueco en la retina, generando un punto ciego. En cambio, el ojo del pulpo que ha evolucionado d emanera independiente, presenta un mejor diseño, pues todos los nervios y capilares se conectan a la retina por la parte de atrás, evitando así este punto ciego.
  • Y ¿cómo estudiamos la selección natural?
    Los biólogos hacemos toda clase de cosas que pueden parecer muy locas para detectar selección natural. En muchos casos nos dedicamos a medir atributos de los individuos y ver si éstos tienen que ver con su éxito reproductivo. Por ejemplo, el largo del cuerno de estos escarabajos fué medido por Conner, quien tambièn observó el número de inseminaciones que tenía cada macho. Al analizar sus datos comprobó que los escarabajos con cuernos más largos tenían un mayor número de inseminaciónes, y por tanto un mejor éxito reproductivo. Esto es, la selección natural favorece a individuos con cuernos mas largos.
  • Otro ejemplo clásico que ha demostrado de manera muy elegante los cuatro postulados de la teoría de la selección natural, esl el trabajo realizado por los esposos Grant en las islas Galápagos, con nada mas y nada menos que con los pinzones que Darwin observó más de cien años atrás. En particular, se concentraron en estudiar la morfología del pico de una especie, Geopiza fortis, y observaron que había variación en la profundidad de sus picos. En 1976, el promedio de la profundidad del pico en esta población era de alrededor de 9.5 cm
  • Por otro lado, también observaron que esta característica, la profundidad de los picos era una característica heredable, cumpliendo así con la segunda condición para que la selección natural opere sobre esta característica. Esto lo determinaron midiendo la profundidad del pico en hijos y en sus padres, y observando una clara relación positiva entre las medidas de los progenitores con la de sus hijos. Esto es, padres con picos mas anchos tuvieron hijos con picos mas anchos y visceversa.
  • En 1977 hubo una gran sequía en esta zona, que normalmente recibe unos 130 mm de lluvia al año, pero durante este año en particular recibió tan solo 24 mm. Como consecuencia de esta sequía, muchas plantas de la isla no produjeron semillas y el alimento para los pinzones escaseo. Como consecuencia de este evento climático, ocurrió una gran mortalidad de pinzones, cumpliendo con otro de los supuestos de la teoría de selección natural
  • Finalmente, en 1978, lso Grant volvieron a medir los picos de los pocos sobrevivientes, y observaron que el promedio se había incrementado a 10.2 mm. Esto es porque sólo los individuos con picos mas anchos pudieron sobrevivir comiendo las semillas más duras y grandes, normalmente ignoradas, cuando las jugosas y suaves, pero escasas semillas se terminaron. Así la selección natural actuó sobre la población de pinzones en donde sólo una pequeña proporción sobrevivió a las condiciones de sequía extrema y a la escases de alimento.
  • Para evaluar la selección natural también hacemos experimentos. En un creativo experimento, con estos pájaros africanos, Anderson probó la hipótesis de que la longitud de las colas era producto de la selección natural, y en particular de la selección sexual. Estas colas largas, que pueden ser hasta de medio metro, son usadas por los maños para hacer despliegues en su territorio, lo cual atrae a las hembras con las que formará nidos. Anderson observó a cuatro grupos de aves por un tiempo, y concluyó que tenían mas o menos el mismo éxito reproductivo estimado en función del número de nidos. Después´, a un grupo de aves, les cortó la cola, y con estas plumas modificó la longitud de la cola de otro grupo de aves para hacerlas todavía mas largas. También conservó un grupo control de aves sin modificar, y otro grupo a quienes cortó las colas pero las volvió a pegar, para tener un control de su propio tratamiento. Los resultados fueron reveladores. Entre más cortas las colas, menor el éxito reproductivo que individuos con colas mas largas.
  • Y finalmente antes de mencionar la tercera técnica que ocupamos los biólogos para medir la selección natural, quisiera enfatizar la tercera contribución de Darwin: El concepto de filogenia. A partir del desarrollo de sus ideas de que las especies cambian continuamente, de que continuamente se extinguen y aparecen nuevas especies, propuso el concepto de filogenia para transmitir la idea de que todas las especies están relacionadas genealógicamente, hasta llegar a un ancestro común.
  • De hecho, la única ilustración de su obra es un árbol filogenético que describe como las especies cambian, se extinguen y se originan. De hecho, Darwin, hablaba de la evolución como “descendencia con modificación”
  • Al contrario de lo que se había propuesto hasta entonces en los discursos evolutivos, en los que se hablaba de una progresión evolutiva que implicaba la superioridad de algunas especies sobre otras, Daqrwin propuso el concepto de árbol filogenético, en el que todas las especies comparten un ancestro e común y han evolucionado de manera paralela.
  • Y ahora si, pasamos a un tercer método de cómo los biólogos estudiamos la selección natural utilizando precisamente el concepto de filogenia que propuso Darwin, que es el método comparativo. Que voy a ejemplificar con el caso de los zorros voladores y murciélagos frugívoros, quienes forman grupos y en donde los machos compiten por las hembras. Hosken propuso la hipótesis de que el tamaño del grupo de los murciélagos es proporcional a la competencia por hembras, y por tanto a la competencia espermática. Ante este escenario, una manera de competir exitosamente es produciendo más esperma con el cual fertilizar a las hembras. De manera que una segunda hipótesis es que la selección natural debería operar para aumentar el tamaño de los testículos en especies gregarias, en proporción al tamaño del grupo.
  • Así que Hosken tomó a todas estas especies y contó el número de individuos de los grupos que forman, su masa corporal y la masa de sus testículos. Tomó pares de especies hermanas y se preguntó si cada vez que ocurrió la evolución de formar grupos mas grandes también ocurrió la evolución de testículos más grandes.
  • Después de hacer esto para todas las especies, utilizando técnicas estadísticas que no tengo tiempo de explicar ahora, determinó que en efecto, cada vez que ocurrió la evolución de formar grupos mas grandes también ocurrió la evolución de testículos más grandes.
  • Y quisiera terminar esta charla con las dos preguntas con la que la inicié, y espero haberlos convencido que la teoría de la selección natural que produce una evolución adaptativa de las especies es una excelente respuesta para ambas preguntas
  • Selección natural, el motor de la evolución

    1. 1. Karina Boege Paré Instituto de Ecología UNAM La selección natural: el motor de la evolución 1809-2009 Feliz cum pleaños D arwin
    2. 2. Biodiversidad ¿Por qué hay tantas especies diferentes? ¿Qué promueve la diversidad de formas, colores, tamaños, comportamientos en la naturaleza?
    3. 3. Charles Darwin Alfred Russell Wallace Siglo XIX
    4. 4. Principales contribuciones 1Evolución de las especies 2La selección natural es el mecanismo principal detrás del proceso de evolución 3Concepto de filogenia: todas las formas de vida están relacionadas genealógicamente, hasta llegar a un ancestro común Wallace Darwin
    5. 5. Las especies son únicas, creadas como las vemos hoy y no cambian
    6. 6. Evidencia fósil
    7. 7. Charles Lyell La historia de la tierra se extiende a millones de años Períodos sucesivos de extinción y creación de especies Movimiento aleatorio de continentes
    8. 8. Conde de Buffon Las diferencias entre especies emparentadas de animales que viven en diferentes partes del mundo reflejan las diferencias en los ambientes que habitan Oso andino Oso polar
    9. 9. 1831 1848 Wallace Darwin Beagle
    10. 10. Variación entre individuos de especies actuales Sinsontes
    11. 11. Megaterio Comparación entre especies extintas y vivientes Armadillo gigante
    12. 12. Cambios acumulados durante largos periodos de tiempo Ajustes evolutivos que ocurren en tiempos generacionales Nuevas especies Pinzones en las Galápagos
    13. 13. 2La selección natural es el mecanismo principal detrás del proceso de evolución Principales contribuciones 1Evolución de las especies 3Concepto de filogenia: todas las formas de vida están relacionadas genealógicamente, hasta llegar a un ancestro común Wallace Darwin
    14. 14. “Si no fuera por las enfermedades, hambrunas, guerras y otros factores, la población humana se propagaría mas allá” de nuestros límites para producir suficientes alimentos para mantenerla Essay on the Principle of Population (1798) Thomas Malthus Lucha por la existencia. “de inmediato me di cuenta que bajo estas circunstancias, las variaciones favorables tenderían a ser conservadas, mientras que las desfavorables tenderían a ser destruidas. Como resultado de esto ocurriría la formación de nuevas especies” Darwin 1859
    15. 15. 1 En cada generación nacen más individuos de una especie que los que viven para reproducirse “Lucha” por la existencia
    16. 16. Olmo americano 1 En cada generación nacen más individuos de una especie que los que viven para reproducirse “Lucha” por la existencia
    17. 17. 2 Todos los individuos difieren en estructura y comportamiento Sinsontes
    18. 18. Variación 2 Todos los individuos difieren en estructura y comportamiento
    19. 19. Variación 2 Todos los individuos difieren en estructura y comportamiento
    20. 20. Selección artificial Brassica oleracea
    21. 21. Selección artificial
    22. 22. 3 La variación en estos atributos produce diferencias en la capacidad de los organismos de sobrevivir y reproducirse
    23. 23. 4 Estos atributos son heredables, es decir, se transmiten de padres a hijos Parecido entre padres e hijos
    24. 24. 5El hecho de que los individuos que expresan ciertos atributos tengan mas hijos que los que no los expresan, producirá, la larga, cambios en las características de la especie Generación 1 Pool génico Generación 2 Selección natural
    25. 25. Selecciónnatural 1 Mortalidad pre-reproductiva 2 Variación en ciertos atributos 3 Reproducción diferencial asociada a dichos atributos 5 Cambios en las características de la especie Resumiendo… 4 Heredabilidad de atributos
    26. 26. ¿Qué es la selección natural? Mecanismo, fuerza evolutiva, que nos permite explicar cómo cambian las especies ¿Quién la produce?
    27. 27. Adaptación: ¿Por qué cambian las especies? Angraecum sesquipedale Xanthopan morganii praedicta
    28. 28. Macropinna microstoma La selección natural puede dar origen a estructuras muy complejas Ojos Narinas
    29. 29. Camuflaje con el fondo, evasión de depredadores John Endler 1980 Selección natural en manchas de Gupies Atracción de pareja 15 generaciones Grava gruesa Grava fina En presencia de depredadores Grava gruesa Grava fina En ausencia de depredadores
    30. 30. Selección natural como un proceso acumulativo y creativo Probabilidad muy baja 6 x (1/26)3 1/3000 G O L Probabilidad mayor G O L G O L Probabilidad mucho mayor
    31. 31. Acumulación de atributos adaptativos que en su conjunto conforman estructuras o comportamientos adaptativos Selección natural
    32. 32. Las adaptaciones no se logran “intentando” Sierra…..sierra… una sierra! Algunos malentendidos... × Esto es justo lo que necesitaba La selección natural no provee a los organismos “lo que necesitan” ×
    33. 33. ..Y sin embargo, la selección no es “perfecta” …no trabaja bajo un “diseño óptimo” Ojo de humano Punto ciego. “error de diseño” Ojo de pulpo Retina Nervio óptico Nervio óptico Retina
    34. 34. ¿Cómo estudiamos la selección natural? a) Con observaciones y mediciones Largo del cuerno (mm) Éxitoreproductivo Conner 1998
    35. 35. ¿Cómo estudiamos la selección natural? a) Con observaciones y mediciones 1) Profundidad del pico variable en la población Isla Daphne 1976 N= 751 Profundidad del pico (mm) Númerodeindividuos Geospiza fortisGrant y Grant 1985
    36. 36. ¿Cómo estudiamos la selección natural? a) Con observaciones y mediciones 1) Profundidad del pico variable en la población Pico padres (mm) Picohijos(mm) 2) Profundidad del pico es una característica heredable Grant y Grant 1985
    37. 37. ¿Cómo estudiamos la selección natural? a) Con observaciones y mediciones 1) Profundidad del pico variable en la población 2) Profundidad del pico es una característica heredable 1977 Gran sequía (24 mm) 3) Mortalidad pre-reproductiva NúmerodepinzonesAbundanciadesemillas Grant y Grant 1985
    38. 38. ¿Cómo estudiamos la selección natural? a) Con observaciones y mediciones 1) Profundidad del pico variable en la población 2) Profundidad del pico es una característica heredable Isla Daphne 1976 N= 751 Profundidad del pico (mm) Isla Daphne 1978 N= 90 Profundidad del pico (mm) Númerodeindividuos 3) Mortalidad pre-reproductiva 4) Sobrevivencia diferencial Grant y Grant 1985 Selección natural actuó sobre la profundidad del pico
    39. 39. b) Con experimentos ¿Cómo estudiamos la selección natural? Númerodenidospormacho Colas: cortas normales alargadasAndersson 1982 Euplectes progne
    40. 40. Principales contribuciones 1Evolución de las especies 2La selección natural es el mecanismo principal detrás del proceso de evolución 3Concepto de filogenia: todas las formas de vida están relacionadas genealógicamente, hasta llegar a un ancestro común Darwin
    41. 41. Evolución: Descendencia con modificación
    42. 42. ×
    43. 43. c) Método comparativo Zorro volador Murciélago frugívoro ¿Cómo estudiamos la selección natural? a) Tamaño del grupo b) Tamaño de los testículos α tamaño del grupo Hosken (1998) Competencia espermática
    44. 44. Tamaño del grupo Masa corporal (gr) Masa de testículos (gr) Especie Hosken (1998)
    45. 45. Contraste en el tamaño del grupo ContrasteenelTamañodetestículos Hosken (1998)
    46. 46. Biodiversidad ¿Por qué hay tantas especies diferentes? ¿Qué promueve la diversidad de formas, colores, tamaños, comportamientos en la naturaleza? Selección natural que produce una evolución adaptativa de las especies
    47. 47. Gracias
    48. 48. Gracias
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