uso de la filogenia en estudios ecologico-evolutivos objetivos de la clase entender la aplicación...
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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
Próximas generaciones
Divergencia de rasgos
Población 1
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
Sp 2
Sp 3
Próximas generaciones
Frutos Frutos
Convergencia de rasgos
Silvia LomáscoloIADIZA – CCT Mendoza
CONICET
¿Son importantes los dispersores de semillas en la evolución de frutos?
¿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?
Evidencia evolutiva ?
• SI Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
¿Son importantes los dispersores de semillas?
Los frugívoros seleccionan las características preferidas en los frutos
•Chicos•Blandos•De colores
contrastantes• No aromáticos• Crecen entre el follaje
¿Son importantes los dispersores de semillas?
•Chicas •Sin dientes •Buena visión del
color•Pobre sentido del olfato•Perchan para comer
Características de aves Síndrome de aves
Evidencia evolutiva ?
• SI Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
•Grandes•Duros•De colores no
contrastantes•Aromáticos•Expuestos del follaje
¿Son importantes los dispersores de semillas?
•Grandes •Con dientes •Pobre visión
del color•Buen olfato•Toman frutos al vuelo
Características de murcis Síndrome de murcis
Evidencia evolutiva ?
• SI Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
•Grandes•Duros•De colores no
contrastantes•Aromáticos•Expuestos del follaje
¿Son importantes los dispersores de semillas?
Síndrome de murcis
•Chicos•Blandos•De colores
contrastantes• No aromáticos• Crecen entre el follaje
Síndrome de aves
Evidencia evolutiva ?
• SI Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros
Hipótesis de Síndromes de Dispersión
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
¿Son importantes los dispersores de semillas?
Por qué controlar la falta de independencia de las especies:
Modificado de Gittelman y Kot 1990
x
y
Las especies de fruto chico son blandas y las especies de fruto grande son duras
Tamaño
Dur
eza
Error de tipo I
Por qué controlar la falta de independencia de las especies:
Modificado de Gittelman y Kot 1990
x
y
x
y
Las especies de fruto chico son blandas y las especies de fruto grande son duras
Tamaño Tamaño
Error de tipo I Error de tipo II
Dur
eza
1. Hipótesis filogenética:
La combinación de características es heredada del ancestro común.
2. Hipótesis adaptativa:
Hay “algo” que selecciona la combinación observada
Dos hipótesis que explican la
diversidad de frutos
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
(Dyreson y Maddison 2006)
• Reconstruye estados ancestrales
• Calcula la diferencia entre el valor en el taxon terminal y el nodo ancestral
• Representa un cambio evolutivo en la característica
ChicosBlandosOscurosPedúnculo corto
Bajo contrasteCrecen del troncoLejos del follajeAromáticos
Alto contrasteCrecen en ramasEntre el follajeNo aromáticos
GrandesDurosClarosPedúnculo largo
~43% de la variación explicada por síndromes de dispersión
Síndrome de aves
Síndrome de murciélagos
1.Los síndromes de dispersión existen en Ficus
2.No responden a la filogenia
Resultado EPCA
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 Dispersados
por aves
Distribución predicha de Ficus dispersados por aves y murciélagos
Síndrome de murciélagos
Dispersados por aves
Dispersados por ambos
Dispersados por murciélagos
Dispersados por murciélagos
Síndrome de aves
Distribución observada
Aves y murcis dispersan frutos con los síndromes respectivos
Regresión isotónicaEPC 1: ave < mixto < murci, Jonckheere-Terpstra = 131, p = 0.0168EPC 2: ave > mixto > murci, Jonckheere-Terpstra = 269, p = 0.0196
Síndrome de murciélagos
Aves
Murcis
Mixta
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