Transcript Filogenias y evolución

Uso de la filogenia en estudios
ecologico-evolutivos
Objetivos de la clase
• Entender la aplicación de métodos filogenéticos en
estudios evolutivos
• Tratar de conectar conclusiones ecológicas y
evolutivas
• También diferenciar patrones ecológicos y
evolutivos
¿Cómo estudiar evolución en el
campo?
• Comparación de distintas especies
sometidas a la misma fuerza de selección
• Comparación de individuos de una
misma especie sometidos a diferentes
fuerzas de selección
Población 1
Próximas
generaciones
Divergencia de
rasgos
Población 2
¿Cómo estudiar evolución en el
campo?
• Comparación de distintas especies
sometidas a la misma fuerza de selección
• Comparación de individuos de una misma
especie sometidos a diferentes fuerzas de
selección
¿Cómo estudiar evolución en el
campo?
• Comparación de distintas especies
sometidas a la misma fuerza de selección
Sp 1
Próximas
generaciones
Sp 2
Convergencia
de rasgos
Frutos
Sp 3
Frutos
¿Son
importantes los
dispersores de
semillas en la
evolución de
frutos?
Silvia Lomáscolo
IADIZA – CCT Mendoza
CONICET
¿Son importantes los dispersores
de semillas?
Evidencia ecológica  SI
• Forman el enlace entre la reproducción plantas y el
establecimiento de plantas
• Reducen la mortalidad bajo la planta madre
• Afectan el mantenimiento de la biodiversidad por medio de la
limitación de dispersión
• Contribuyen a la recuperación de bosques
Evidencia evolutiva?
¿Son importantes los dispersores de
semillas?
Evidencia evolutiva  ?
• SI  Las características de frutos no parecen azarosas
y coinciden con la capacidad perceptiva de
frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
Los frugívoros seleccionan las características preferidas en
los frutos
¿Son importantes los dispersores de
semillas?
Evidencia evolutiva  ?
• SI  Las características de frutos no parecen azarosas
y coinciden con la capacidad perceptiva de
frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
Características de aves
Síndrome de aves
•Chicas
•Sin dientes
•Buena visión del
color
•Pobre sentido del olfato
•Perchan para comer
•Chicos
•Blandos
•De colores
contrastantes
• No aromáticos
• Crecen entre el follaje
¿Son importantes los dispersores de
semillas?
Evidencia evolutiva  ?
• SI  Las características de frutos no parecen azarosas
y coinciden con la capacidad perceptiva de
frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
Características de murcis
Síndrome de murcis
•Grandes
•Con dientes
•Pobre visión
del color
•Buen olfato
•Toman frutos al vuelo
•Grandes
•Duros
•De colores no
contrastantes
•Aromáticos
•Expuestos del follaje
¿Son importantes los dispersores de
semillas?
Evidencia evolutiva  ?
• SI  Las características de frutos no parecen azarosas
y coinciden con la capacidad perceptiva de
frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
Síndrome de aves
Síndrome de murcis
•Chicos
•Blandos
•De colores
contrastantes
• No aromáticos
• Crecen entre el follaje
•Grandes
•Duros
•De colores no
contrastantes
•Aromáticos
•Expuestos del follaje
¿Son importantes los dispersores de
semillas?
Evidencia evolutiva  ?
• SI  Hipótesis de Síndromes de Dispersión
¿Son importantes los dispersores de
semillas?
Evidencia evolutiva  ?
• SI  Hipótesis de Síndromes de Dispersión
• NO  Filogenia
Aves
Mamíferos
Por qué controlar la falta de
independencia de las especies:
Las especies de fruto chico son
blandas y las especies de fruto
grande son duras
Error de tipo I
y
x
Tamaño
Modificado
de
Gittelman y
Kot 1990
Por qué controlar la falta de
independencia de las especies:
Las especies de fruto chico son
blandas y las especies de fruto
grande son duras
Error de tipo I
Error de tipo II
y
y
Modificado
de Gittelman
y Kot 1990
x
Tamaño
x
Tamaño
Dos hipótesis que
explican la
diversidad de frutos
 1. Hipótesis filogenética:
La combinación de características
es heredada del ancestro común.
 2. Hipótesis adaptativa:
Hay “algo” que selecciona la
combinación observada
Hipótesis de Síndromes de
dispersión
Preguntas
Comparación interespecífica
•
¿Existen los síndromes de dispersión?
•
¿Los síndromes responden a la filogenia, o son el
resultado de selección natural?
•
¿Puedo predecir el dispersor en base al síndrome?
El trabajo de campo fue en Papúa Nueva
Guinea
• Está en el Pacífico Sur
Medí:
• Diámetro
• Dureza
• Color
• Brillo y pico cromático
• Contraste contra el fondo
• Olor
• Exposición del fruto del follaje
- Distancia fruto-hojas
- Longitud del pedúnculo
- Crece en ramas o del tronco
Análisis multivariado
PCA Evolutivo
Similar a un PCA
• Explora patrones de distribución de caraterísticas
• Encuentra el eje de mayor variación en los datos
• Enfatiza similitudes y diferencias entre especies
Si las características de los frutos se asocian de manera no
azarosa, PCA separa las especies en base a similitud de
estas características
PCA Evolutivo
• Basado en transiciones evolutivas
• Reconstruye estados
ancestrales
• Calcula la diferencia entre el
valor en el taxon terminal y el
nodo ancestral
• Representa un cambio
evolutivo en la
característica
(Dyreson y Maddison 2006)
Síndrome de
aves
Alto contraste
Crecen en ramas
Entre el follaje
No aromáticos
Chicos
Blandos
Oscuros
Pedúnculo corto
~43% EPCA
de la
Resultado
variación
explicada por
síndromes de
dispersión
1.Los
síndromes de
dispersión
existen en
Ficus
Bajo contraste
Crecen del tronco
Lejos del follaje
Aromáticos
2.No
responden a
la filogenia
Grandes
Duros
Claros
Pedúnculo largo
Síndrome de
murciélagos
Preguntas
Comparación interespecífica
•
¿Existen los síndromes de dispersión? SÍ
•
¿Los síndromes responden a la filogenia, o son el
resultado de selección natural? Selección natural
•
¿Puedo predecir el dispersor en base al síndrome?
Identificación de dispersores
• Filmaciones
• 1019 horas
• 16 especies de Ficus
• 1-4 árboles/especie
• Datos de literatura
• 14 especies de Ficus
Aves chicas y zorros
voladores
Síndrome de
aves
Distribución
predicha de
Ficus
dispersados
por aves y
murciélagos
Dispersados
por aves
Dispersados
por aves
Dispersados
por ambos
Dispersados
Dispersados
por murciélagos
por murciélagos
Síndrome de
murciélagos
Síndrome de
aves
Distribución
observada
Aves
Murcis
Mixta
Aves y murcis
dispersan frutos
con los síndromes
respectivos
Regresión isotónica
EPC 1: ave < mixto < murci, Jonckheere-Terpstra = 131, p = 0.0168
EPC 2: ave > mixto > murci, Jonckheere-Terpstra = 269, p = 0.0196
Síndrome de
murciélagos
Preguntas
Comparación interespecífica
•
¿Existen los síndromes de dispersión? SÍ
•
¿Los síndromes responden a la filogenia, o son el
resultado de selección natural? Selección
•
¿Puedo predecir el dispersor en base al síndrome? SÍ
Conclusiones
• Las características de los frutos no están muy
limitadas genéticamente
• Siete variables evolucionan de manera conjunta
como se predeciría en respuesta a selección por
frugívoros
• Los frugívoros responden en general a los
síndromes
• La diversidad de frugívoros explica la diversidad de
frutos carnosos
• Los mutualismos son generadores de biodiversidad