unidad 8. procesos del cambio...
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Unidad8.Procesosdelcambioevolutivo
8.1.Teoríasevolutivasdelaspoblaciones,derivagénicayselecciónnatural.
8.2.Evolucióndelmaterialgenéticoyorganismosgenéticamentemodificados.
Describircomohaocurridolaevoluciónmediantelosprocesosdemutaciónyrecombinacióndelmaterialgenético.
Evolución
• Cambiosomodificacionesenladescendencia.
• Evoluciónapequeñaescala(cambiosenlasfrecuenciasalélicasenunapoblacióndeunageneraciónalasiguiente).
• Evoluciónagranescala(laaparicióndediferentesespeciesapartirdeunancestrocomún).
• TodalavidaenlaTierravienedeunancestrocomún.
Registrofósil
Evidenciasdelaevoluicón:Evidenciaspaleontológicas
- Un fósil es cualquier evidencia de vida en el pasado.
- Estratos geológicos representan un registro tangible que muestra qué especies vivieron y cuándo.
- Las especies afines se suceden unas a otras en el tiempo y viven en espacios cercanos porque están relacionadas mediante la descendencia evolutiva.
Evidenciasdelaevoluicón:Anatomíacomparada
Estudiocomparativodelasestructurascorporales,basadoencambios
adaptativosexperimentadospororganismosenel
transcursodelaevolución
1. Estructurashomólogas2. Estructurasanálogas3. Estructurasvestigiales
Evidenciasmorfológicas
Evidenciasdelaevoluicón:Embriologíacomparada
LeydeVonBaer
“Lasformasmásavanzadasensusestadiosembrionariospasanporformassemejantesalosestadios
embrionariosdesusantepasados”.
Evidenciasdelaevoluicón:Biologíamolecular
CitocromooxidasaC• Humanosychimpancés=104aminoácidos• MonoRhesusdifiereenunaminoácidodelos104• Caballodifiereen11aminoácidos• Atúndifiereen21
TaxonomíaysistemáticaàEstudiodelaclasificacióndelosorganismosdeunaforma
sistemática.àAgrupaalosseresvivosconbaseensussemejanzasylos
separasegúnsusdiferencias.àOrganizaciónenformaarbórea.
Filogénias
Pece
sAn
fibio
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ptile
sAv
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amífe
ros
Espe
cie1
Espe
cie2
Espe
cie3
Espe
cie4
Espe
cie5 Pedigrí
Macro-escala Micro-escala
FilogeniaHistoria evolutiva delflujo hereditario adistintos niveles evolutivos/temporales,
desde lageneaología degenesen poblaciones (micro-escala;dominio delagenéticadepoblaciones)hastaelárbol universal(macro-escala).
Elconcepto defilogenia
Métodosdeclasificacióntaxonómica
Principalesescuelastaxonómicas
Sistemática evolutiva:1940– J.Huxley,G.G.SimpsonyE.Mayr- Aspectos evolutivos- Similitud genética- Secuencia filogenética
Método fenético:1963– R.Sokal yH.A.Sneath- Corriente numérica- Unidades taxonómicas operativas (OTU)
Sistemática cladísta:1966– W.Hennig- Considera caracteres homólogos,yderivados- Parsimonia (minimiza elnúmero deeventos)
Métodosdereconstrucciónfilogenética:Parsimonia
Laexplicacióncientíficamássencillaqueseajustealaspruebas.Aplicadoalacreacióndeárboles,significaquelamejorhipótesisesaquellaquerequieremenoscambiosevolutivos.
ABC EFG D
AB
C
E
F
G D
ABC EFG D
Membrana celular
Forma circular
OjoTiempo
Filogenéticayevoluciónmolecular
Filogenética:Traza larelación ancestro-descendiente delosorganismos (árbol filogenético)adiferentes nivelestaxonómicos,haciendo una reconstrucción deesta relación enbaseadiversos caracteres homólogos (adquiridos pordescendencia directa),tanto morfológicos como moleculares.
Evolución molecular:estudia los mecanismos yprocesos quehan llevado alaformación dedichos caracteres,desde elniveldeposiciones deuncodón hastalaorganización yestructuragenómica yanatómica deunorganismo.
Unidad8.Procesosdelcambioevolutivo
8.2.Evolucióndelmaterialgenéticoyorganismosgenéticamentemodificados.
Describircomohaocurridolaevoluciónmediantelosprocesosdemutaciónyrecombinacióndelmaterialgenético.
¿QuéeslaBiotecnología?• Cienciamultidisciplinariacuyosustentoeselconocimientogeneradoen
diversasdisciplinas quepermiteelestudiointegral,lamodificación ylautilizacióndelosseresvivosdelplaneta—microorganismos,plantas,hongos,animales,etc.
• Buscahacerusoresponsableysustentabledelabiodiversidad,medianteeldesarrollodetecnologíaeficaz,limpiaycompetitiva parafacilitarlasolucióndeproblemasimportantesenmateriasdesalud,producciónagropecuariaeindustrialyremediaciónaldañodelmedioambiente.
AcademiaMexicanadeCiencias,2011
OrganismoGenéticamenteModificado(OGM)esunorganismovivocuyosgeneshansidomanipuladosartificialmente.
FAO2003.
Organismosgenéticamentemodificadosytransgénicos
Organismomodificadogenéticamente:Cualquierorganismovivo,conexcepcióndelossereshumanos,quehaadquiridounacombinacióngenéticanovedosa,generadaatravésdelusoespecíficodetécnicasdelabiotecnologíamoderna.
LosorganismosGMseestánutilizandopara:
• Profundizarenelestudiodeldesarrolloyfisiologíaanimal.
• Estudiarenfermedadesycontribuiraldesarrollodetratamientosmásefectivos.
• Producirproductosbiológicosútiles.
• Ensayarlaseguridaddevacunasyproductosquímicos.
• Incrementarlacalidadycantidadenanimalesdecultivoydesusproductos.
• Conseguirórganosquepuedanutilizarseentransplantes.
Losorganismosgenéticamentemodificados OGMstambiénseconocencomo:
• Organismosmejorados genéticamente.• Organismosproducidosconingenieríagenética(geneticallyengineeredorganisms).• Organismostransgénicos.
- Unorganismoquecontieneuntransgén quehasidointroducidousandoingenieríagenética(nocruzamiento).
- Transgenes:Genogenesespecíficostransferidosdeunorganismoaotro.- Métodos:
- TransferenciadeDNAapartirdeunvector- Silenciadodegenes
OGMAgriculturavsAcuacultura
Agricultura:El“arte”decultivarlatierra.Producción decultivodelsuelo,eldesarrolloylacosecha,laexplotacióndebosquesyselvas(silvicultura),lacríaydesarrollodeganado.
Acuacultura:Eselcultivoderecursosdulceacuícolasymarinos(plantasyanimales)paraelconsumoousohumano.
• Agricultura:
– Biotecnologíaalimentaria:Usodelagenéticaparamejorarlascaracterísticas deplantas,animalesymicrorganismos.
– 60-100millonesdehectáreas.
OGMenAcuacultura
- Ocurrenaturalmenteenlanaturaleza.
- Selecciónnatural:
- Seleccióndelmásapto.
- Caracteresdeseablespasanalasiguientegeneración.
Enagriculturasehausadolamodificacióngenéticadelosorganismos(plantasyanimales)paraobtenercaracterísticasdeseablesapartirdelcruzamientoartificial.
cruzamientoartificialà transferenciaalazardecaracterísticasenunamismaespecie.
¿Porqué seleccionar ciertas características?
- Ocurredesdehacemilesdeaños.- Aumentarlaproducciónylacalidaddelosproductos.
Selección delíneas puras
- Reproduccióndeorganismosconciertascaracterísticasdeseadas.
- Sólolascríasqueexpresanlacaracterísticadeseadaseutilizancomoreproductores.
- Estascríassereproducendurantemultiplesgeneracioneshastaquecadageneraciónsólopresentelacaracterísticaselecionada. Ejemplo:Seleccióndelineaspurasdepezbetta
paraobtenercoloracionesdeseadas.
Otras estrategias biotecnológicas utilizables enacuacultura son:
•Cría selectiva•Transgénicos•Manipulación cromosómica y Poliploidia•Células madre, embrionarias y germinales• Clonación y genómica
Estastécnicaspuedenydebenintegrarsealasnuevastecnologíasdereproducciónparala
MEJORAGENÉTICA.
Entrecruzamiento ocruzamiento artificial- Combinandodosomáscaracterísticasdeseablesenuna
progenie.
Origen:Gjedrem,T.yBaranski,M.2009.Selectivebreedinginaquaculture:AnIntroducction.
- Desvetaja:Tomademasiadotiempoymuchaspruebasantesdealcanzarlosresultadosesperados.
Transferencia horizontal degenes- Eselmovimientodelmaterialgenéticoentreorganismos
unicelularesomulticelulares.
- SeobtienemásrápidolacaracterísticadeseadaapartirdelADNdelorganismo.
- Nodependedelmétododeselecciónartificialycruzamientosquepuedentomarañosparaobtenerlacaracterísticadeseada.
¿Porqué usar/hacer transgénicos?
Labiotecnologíapermitelatransferenciadeunoomásgenesespecíficosdeunorganismoalotro.
Transferenciadegenes(ADN)apartirdeunvector
Lenguado
SalmóndelAtlánticotransgénico
Genpromotor
Gendelahormonadecrecimiento
Zoarces americanus esunaespeciedepecesdelafamiliadelosZoarcidae
Oncorhynchustshawytscha esunpezdelafamiliadelosSalmonidae
¡Machoscrecenmuchomásquelashembrasymásrápido!
1-Sexado2-HíbridosO.niloticus xO.aureus dabanmásmachos(bajócalidadgénica)3-Hormonas4-TecnologíaYYmacho(TodoslosdescendientessonXY)
Supermachos (Fishgen enelRU)
HSB: - Toleraaguamáscalidaynivelesmásbajosdeoxígenoquelalobinarayada.- Crecemásgrandequeellobinablanca.- Crecemásrápidoquesuspadres.- ¡Generalmenteesestéril!
Anadromo(habita lagos)
Anadromo-Eurihalino(habita esteros-rios)
Híbridosdelobina
ARGUMENTOSAFAVOR
ØLatecnologíagenéticahahechoposiblequelosalimentosseanmásnutritivos.
ØOrganismosmásresistentesaenfermedades.
ØPuedencrearse“variedades”capacesdevivirenambientesextremos.
ØEstastécnicasayudaránaconservarespeciesenpeligrodeextinción.
• Mayornivelderesiduostóxicosenlosalimentos.
• Posibilidaddegeneracióndenuevasalergias.
• Contaminacióndevariedadestradicionales.
• Impactoecológicodeloscultivos.• Dependenciadelatécnicaempleada.• Obligatoriedaddelconsumo.• Monopolizacióndelmercado,controldel
productor.
ARGUMENTOSENCONTRA
(Greenpeace)
Políticaylegislación
• Documento:20preguntassobrelosalimentosgenéticamentemodificados
• CadaalimentoGMysuinocuidaddebenserevaluadosindividualmente.NoesposiblehacerafirmacionesgeneralessobrelainocuidaddetodoslosalimentosGM.
• LosalimentosGMactualmentedisponiblesenelmercadointernacionalhanpasadolasevaluacionesderiesgoynopresentanriesgosparalasaludhumana.
• Nosehandemostradoefectossobrelasaludhumanacomoresultadodelconsumodedichosalimentosporlapoblacióngeneralenlospaísesdondefueronaprobados.
• ElusocontinuodeevaluacionesderiesgoenbasealosprincipiosdelCodexy,dondecorresponda,incluyendoelmonitoreopostcomercialización,debeformarlabaseparaevaluarlainocuidaddelosalimentos.
(Organizaciónmundialdelasalud–OMS,2006)
•Una ley mexicana sobre bioseguridad de 2005 estipula la obligatoriedad deletiquetado, siempre que se trate de transgénicos cuyo contenido nutricional seasignificativamente distinto al de otros alimentos. MODIFICADA EN 2009.
Estrategiasde cortoplazo
Cruzaintra-específica
Apareamientoentreindividuosdelamismaespecieperodediferentesvariedades.CrecimientoHeterotico(HeterosisovigorhÍbrido)vistoenel55yel22%decruzasdebagredecanalylatruchaarcoiris.HeterosisparaS.aurata silvestrexcultivo;bagredecanalycarpacomúnincrementandel30- 60%elcrecimientosobrelospadres.
Reversiónsexualycría
Todalatilapiamachotieneincrementosdel60%dependiendodelsistemadecultivo.Todaslatruchashembrascrecenmásrápidoytienenmejorcalidaddecarne.
Manipulacióncromosomica
TriploidesdePagrus sp.tienentasadecrecimientosimilarquediploidesalos10mesesdeedad,perosonmásgrandesyestérilesalos18meses.TriploidesdeDicentrarchuslabrax (lobina)muestrancrecimientoinconstanteenrelaciónadiploidesytienenmenoríndicegonadal.Mejorasdecrecimientoyeficienciadeconversiónentriploidesdetrucha,bagre,lenguado,ostras.TilapiadelNilocrece66-90%másquediploidesypresentamenordimorfismosexualparatamañodelcuerpo.
Estrategiasdemejoragenética
EstrategiasdemejoragenéticaEstrategiasdelargoplazo
Tasadecrecimiento
50%másdespuésde10generacionesensalmóncoho;dorada20%aumento/generación;Ostras10-13%degananciaenunageneración.
Toleranciafisiológica(stress)
Truchaarcoirisresistentepresentaaumentoenlosnivelesdecortisolenplasma.
Resistenciaaenfermedades Mayorresistenciaaedemasencarpacomún.
Resistenciaacontaminantes
Laprogeniedelíneasseleccionadasametalespesados(Hg,CdyZn)sobrevive3- 5vecesmásquelaprogeniedelíneasnoexpuestas.
Madurezytiempodedesove
Truchaarcoirisadelantaeldesove60días.
Transferenciadegenes
Salmóncohoconhormonadelcrecimientoypromotordesalmónsockeyecrece11vecesmasquelosnotransgénicos.Elsalmóndelatlánticocrece400%masrápidoduranteelprimerañodevida.