Teoría sintética

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  • Al principio la teor í a sint é tica propuso que las poblaciones eran t í picamente homocigotas para el alelo silvestre ( teor í a cl á sica de la diversidad ), que ser í a el m á s eficaz en las condiciones de la poblaci ó n. Bajo este supuesto, la evoluci ó n se dar í a cuando este alelo fuera sustituido por uno m á s eficaz aparecido por mutaci ó n, é ste podr í a ser fijado por selecci ó n y, desplazar al otro quedando como silvestre. O que el ambiente cambiara y que el alelo silvestre fuera desplazado por el alelo que mejores oportunidades tuviera en este nuevo ambiente (Dobzhansky et al., 1983).
  • Bajo esta din á mica los portadores del alelo original tender á n a desaparecer paulatinamente a lo largo de las generaciones.
  • En 1957 Haldane propuso que la transformaci ó n de una especie en otra no podr í a llevarse a cabo por la sustituci ó n de m á s de una docena de genes a la vez, pues se corr í a el riesgo de que disminuyera tanto el efectivo de la poblaci ó n que llevara a la especie a la extinci ó n. Para evitar esto la sustituci ó n de genes deb í a darse a un ritmo muy lento o las poblaciones deber í an de tener una tasa de fecundidad excesivamente alta en cada generaci ó n. Como ninguna de estas condiciones ocurr í a en las poblaciones naturales, el razonamiento de la evoluci ó n basada en la sustituci ó n de unos alelos por otros m á s aptos resultaba casi imposible (Blanc, 1982).
  • Adem á s del dilema de Haldane , la gen é tica se top ó con otra dificultad. Cuando iniciaba la teor í a sint é tica era dif í cil conocer la diversidad real en las poblaciones, aislar mutantes letales era dif í cil, no se pod í an distinguir los homocigotos dominantes de los heterocigotos y no exist í an tantos marcadores gen é ticos para reconocerlos. Posteriormente, la t é cnica de la electroforesis en gel, fue adaptada a estos estudios. É sta permite distinguir entre prote í nas con diversa composici ó n de amino á cidos por su migraci ó n diferencial en un campo el é ctrico, como muchos genes codifican prote í nas, puede inferirse la diversidad intra-poblacional a partir de la variabilidad de las prote í nas.
  • Teoría sintética

    1. 1. Desarrollo Del Pensamiento Evolutivo Siglo XX Irma Elena Dueñas G.
    2. 2. Hipótesis provisional de la pangénesis Hipótesis provisional de la pangénesis Herencia combinadaHerencia combinada Herencia por uso y desusoHerencia por uso y desusoHerencia por uso y desusoHerencia por uso y desuso MonstruosidadesMonstruosidades Variación CorrelativaVariación Correlativa Leyes de correlaciónLeyes de correlación VARIACIÓN HEREDITARIA
    3. 3. HIPÓTESIS PROVISIONAL DE LA PANGÉNESIS “Cada célula del cuerpo produce pequeñas copias llamadas gémmulas, que viajan por el torrente sanguíneo hacia los órganos reproductores donde se reunen para formar los gametos.” “Cada célula del cuerpo produce pequeñas copias llamadas gémmulas, que viajan por el torrente sanguíneo hacia los órganos reproductores donde se reunen para formar los gametos.”
    4. 4. Francis GaltónFrancis Galtón (1822-1911)(1822-1911) X Refutada por Galtón (1869) Se resuelve con las leyes de Mendel HIPÓTESIS DE LA PANGÉNESIS
    5. 5. XX Cada progenitor contribuye de igual manera a la constitución física de sus descendientes, así que cualquier característica heredada debería ser igual al promedio de sus padres Cada progenitor contribuye de igual manera a la constitución física de sus descendientes, así que cualquier característica heredada debería ser igual al promedio de sus padres HERENCIA COMBINADA
    6. 6. Refutada por Fleeming Jenkins en 1867 X X HERENCIA COMBINADA
    7. 7. HERENCIA POR USO Y DESUSO Características adquiridas durante la vida de una persona podían ser heredadas a sus hijos Es tan buen pescador como su padre ¡lo lleva¡lo lleva en la sangre!en la sangre!
    8. 8. August Weismann (1834-1914) X Refutada por Weismann en 1883 Teoría del plasma germinalTeoría del plasma germinal HERENCIA POR USO Y DESUSO
    9. 9. DARWIN Y VARIACIÓN HEREDITARIA Para Drwin la fuente de variación era el ambiente (selección natural). Herencia combinada. Herencia por uso y desuso.
    10. 10. Mecanismos de la Herencia En un monasterio agustino en Brünn, Austria (Brno en la República Checa) Gregor Mendel (1822- 1884)
    11. 11. Mendel “...En realidad, requiere cierto ánimo emprender un trabajo tan extenso; no obstante, hacerlo parece ser la única vía buena para alcanzar finalmente la solución de una cuestión de tanta importancia en relación con la historia de la evolución de los seres orgánicos” Gregorio Mendel (1822-1884) Mendel (1866) Experimentos con plantas híbridas
    12. 12. Fue hasta 1900 Hugo de Vries (1848-1935) Oenothera lamarckiana • Sur la tot de disjonction des hybrides (Marzo 1900)
    13. 13. De Manera Independiente...  Carl Erich Correns (1864- 1933) G. Mendel’s Regel über das Verhalten der Nachkommenschaft der Rassenbastarde (Abril 1900)  Erich Tschermak von Seysenegg (1871-1962) Ueber künstliche krezong bei Pisum sativun (Junio 1900)
    14. 14. Teoría De La Mutación Nuevas especies elementales aparecen súbitamente, sin grados intermedios; éstas adquieren inmediatamente completa independencia y constancia. Las mutaciones se producen al azar, unas son favorables y otras desfavorables respecto a los caracteres de la estirpe progenitora. “La selección no puede crear nada, solo puede cribar lo creado.” De Vries (1901) The Mutation Theory
    15. 15. Teoría Cromosómica De La Herencia (Suton, 1903)
    16. 16. Mendelismo Mutacionismo Hugo de Vries (1848-1935) Thomas Hunt Morgan (1866-1945) William Bateson (1861-1826)
    17. 17. Mutacionismo “Nuevas especies elementales aparecen súbitamente, sin grados intermedios, adquieren inmediatamente completa independencia y constancia...” H. De Vries “Las variaciones discontinuas tienen mayor importancia evolutiva que la admitida hasta entonces”. W. Beateson “La evolución puede ocurrir por la acumulación de mutaciones menores y la selección natural es la vía de purificación del plasma germinal” T.H. Morgan
    18. 18. Mutacionismo Vs. Darwinismo Evolución a saltos Mutación principal mecanismo de cambio Herencia particulada de acuerdo con los principios de Mendel Evolución gradual Selección natural, fuerza generadora de cambio Herencia combinada Herencia por uso y desuso
    19. 19. Equilibrio De Hardy-Weinberg (1908) Godfrey Harold Hardy (1877-1947) Wilhelm Weinberg (1862-1937) • Reproducción al azar • Población infinitamente grande • No mutación • Población cerrada • Igual aptitud para todos los alelos
    20. 20. Equilibrio De Hardy-Weinberg p2 = 0.16 pq = 0.24 pq = 0.24 q2 = 0.36 q = 0.6 p = 0.4 p = 0.4 A = p = 0.4 a = q = 0.6 q = 0.6 En ausencia de los procesos evolutivos, la frecuencia de los genes se mantendrá constante generación tras generación (p + q)2 = p 2 + 2pq + q2
    21. 21. Genética De Poblaciones Sewall Wright (1889-1988) Sir Ronald A. Fisher (1890-1962) John B. S. Haldane (1892-1964)
    22. 22. Teoría Genética De La Selección Natural Las mutaciones favorables quedan incorporadas al “stock” genético de la especie por selección natural. La selección natural es la encargada de conservar las combinaciones favorables de caracteres. La variabilidad potencial de los seres vivos es enorme, debido a la recombinación. Sir Ronald A. Fisher (1929) The genetical theory of natural selection,
    23. 23. Combinaciones De Genes El número de combinaciones que se pueden dar dentro de una especie con reproducción sexual es tan grande que prácticamente ningún individuo es exactamente igual a otro. Las combinaciones emparentadas corresponden a individuos del mismo grupo taxonómico. Los seres vivientes son combinaciones de Sewall Wright (1889-1988)
    24. 24. Las Causas De La Evolución A través de la selección natural se van acumulando variaciones favorables hasta llegar a constituir variaciones de grado específico; otra veces la especie puede surgir bruscamente, pero siempre debe pasar ante el tribunal de la selección. La mutación proporciona el material sobre el que actúa la selección natural. John B. S. Haldane (1932) The causes of evolution
    25. 25. Ernst Mayr (1904-2005) G. G. Simpson (1902-1984) Th. Dobzhansky (1900-1975) Julian Huxley (1887-1975) Teoría Sintética
    26. 26. Genética Y El Origen De Las Especies Revisó los trabajos de genética de poblaciones. Los integró con la teoría cromosómica de la herencia. Observaciones realizadas acerca de la variabilidad en poblaciones naturales. Th. Dobzhansky (1900-1975) “Genetics and the Origin of Species ” (1937) "Nada en biología tiene sentido si no se ve bajo la luz de la evolución“ (1973)
    27. 27. La Síntesis Evolutiva La evolución gradual puede explicarse en términos de pequeños cambios genéticos (mutaciones) y recombinación, y por el ordenamiento de esta variación a través de la selección natural. los procesos de macroevolución y especiación, pueden explicarse de una manera que es consistente con los mecanismos genéticos conocidos. Sir J. Huxley (1887-1975) Julian Huxley (1942) Evolution: The Modern Synthesis
    28. 28. Sistemática Y El Origen De Las Especies Concepto biológico de especie. Variación geográfica de las especies. Especiación por aislamiento geográfico (alopátrica). Enfatiza la taxonomía basada en relaciones filogenéticas. E. Mayr (1904-2005)
    29. 29. Macroevolución gradualista y adaptativa “Todas las evidencias indican que el origen de las categorías superiores es un proceso que no es más que una extrapolación de la especiación” Systematics and the Origin of Species, (Ernst Mayr 1942).
    30. 30. Tiempo Y Modo En Evolución Los eventos macroevolutivos son compatibles con la microevolución. Demostró, a partir del registro fósil, que los ritmos y modelos de evolución son correlativos. G. G. Simpson (1902-1984) Nuevas clases de organismos al separarse de sus ancestros invaden un nuevo nicho, desarrollándose rápidamente para explotar de mejor manera las condiciones del nuevo ambiente (Tempo and Mode in Evolution , 1944)
    31. 31. Teoría sintética La teoría sintética de la evolución o neodarwinismo sintético surge con la publicación de cuatro libros: – Th. Dobzhansky (1937) Genetics and the Origin of Species – Julian Huxley (1942) Evolution: The Modern Synthesis – Ernst Mayr (1942) Systematics and the Origin of Species – G.G. Simpson (1944)Tempo and Mode in Evolution y un congreso en Princeton, Nueva Jersey (1945) que confirmó que la síntesis se había realizado en la década anterior.
    32. 32. La selección natural es la fuerza directriz de la evolución Teoría Sintética
    33. 33. ¿Cómo surgen esas variantes? ¿Cuáles son los mecanismos de la herencia? Teoría Sintética La evolución es comprensible en términos de mutaciones y recombinaciones de genes particulados que se heredan bajo los principios mendelianos
    34. 34. Especie: grupo de organismos aislados desde el punto de vista reproductor que comparten un pool o acervo de genes en común Teoría Sintética
    35. 35. 1850 1900 Microevolución
    36. 36. Melanismo industrial en Biston betularia Microevolución : Cambios en las frecuencias de los genes en el seno de las poblaciones Teoría Sintética
    37. 37. Especiación alopátrica Divergencia genética Aislamiento geográfico Aislamiento ecológico Especiación simpátrica Divergencia genética Aislamiento reproductor Aislamiento reproductor TeoríaSintética Darwinismo
    38. 38. “La evolución es un proceso gradual y continuo que se realiza en largos periodos de tiempo” “Los mecanismos de la macroevolución no difieren de los mecanismos de la microevolución” Teoría Sintética
    39. 39. Neodarwinismo sintético La evolución es un proceso gradual y continuo que se realiza en largos periodos de tiempo La evolución es comprensible en términos de mutaciones y recombinaciones de genes particulados que se heredan bajo los principios mendelianos La selección natural es la fuerza directriz de la evolución, relacionada con adaptación. Fuerzas evolutivas: La migración, la reproducción no al azar, la mutación y la deriva génica
    40. 40. Neodarwinismo sintético La macroevolución y especiación, pueden explicarse de una manera que es consistente con la microevolución (Cambios en las frecuencias de los genes en el seno de las poblaciones) Concepto biológico de especie. Variación geográfica de las especies. Especiación por aislamiento geográfico (alopátrica).
    41. 41. Teoría clásica de la variabilidad  La evolución se dá cuando el alelo silvestre es sustituido por uno más eficaz aparecido por mutación, éste sería seleccionado de tal manera que podría ser fijado, desplazar al otro y quedar como silvestre. Melanismo industrial en Biston betularia
    42. 42. Teoría clásica de la diversidad  Bajo esta dinámica los portadores del alelo original tenderán a desaparecer paulatinamente a lo largo de las generaciones.
    43. 43. Estructura genética de las poblaciones  Las poblaciones son típicamente homocigotas para el carácter silvestre. Modelo clásico A+ B+ C+ D+....M+ N2 O+ P+... A+ B+ C+ D+....M+ N+ O+ P+... A+ B+ C+ D+....M+ N+ O+ P+ A+ B4 C+ D+....M+ N+ O+ P+... A+ B+ C+ D+....M+ N+ O+ P+. A+ B+ C+ D+....M+ N+ O+ P+. Individuo 1 Individuo 2 Individuo 3
    44. 44. El dilema de Haldane  “La transformación de una especie en otra no puede llevarse a cabo por sustitución de más de una docena de genes a la vez” (Haldane, 1957) John B. S. Haldane (1892-1964)
    45. 45. Poblaciones polimórficas  La técnica de electroforesis en gel, fue adaptada a los estudios en genética de poblaciones.  Como muchos genes codifican proteínas, puede inferirse la variabilidad del material genético a partir de la variabilidad existente en éstas.
    46. 46. Estructura genética de las poblaciones  Los individuos son heterocigotos para la mayoría de los loci.  Los heterocigotos tienen ventaja selectiva sobre los homocigotos. Individuo 1 Individuo 2 Individuo 3 delo clásico Modelo de equilibrio D+....M+ N2 O+ P+... A3 B2 C2 D4....M1 N7 O3 P1... D+....M+ N+ O+ P+... A1 B2 C5 D1....M1 N5 O2 P3.. D+....M+ N+ O+ P+ A1 B3 C1 D2....M1 N3 O2 P2.. D+....M+ N+ O+ P+... A1 B1 C5 D4....M1 N1 O2 P1.. D+....M+ N+ O+ P+. A2 B1 C3 D2....M4 N2 O1 P2.. D+....M+ N+ O+ P+. A1 B2 C4 D1....M1 N6 O2 P1..
    47. 47. ¿Qué es lo que sostiene esta variabilidad?
    48. 48. Argumento seleccionista  Superioridad del heterocigoto  Selección dependiente de la frecuencia  Selección clinal  Selección multilocus  Realmente no existe una gran cantidad de polimorfismo enzimático Podarcis melisellensis
    49. 49. Hbf / Hbf anemia falciforme (muere) Hbn / Hbf anemia leve, resistente a la malaria sobreviven Hbn / Hbn sin anemia, sensible a la malaria (muere) Hbn / Hbf Hbn / Hbf Hbn / Hbn muere Hbn / Hbf vive Hbn / Hbf vive Hbf / Hbf muere Hbf HbfHbn HbnX Superioridad del heterocigoto
    50. 50.  Hbf / Hbf anemia falciforme (muere)  Hbn/ Hbf anemia leve (resistente a la malaria)  Hbn/ Hbn sin anemia (sensible a la malaria, muere) WAA = 0.85 WAS = 1 W ≈ 0 WAA = 0.85 WAS = 1 WSS ≈ 0 Superioridad del heterocigoto
    51. 51. Selección dependiente de la frecuencia  Un genotipo tiene ventaja cuando es raro y desventaja cuando es frecuente.  Si cada genotipo explota distinto recurso, a medida que el genotipo se vuelve menos frecuente, habrá menos competencia por el recurso y tendrá ventaja sobre los que compiten por un recurso. L. Ehrman ha demostrado que la hembra de Drosophila elige un macho de genotipo raro
    52. 52. Selección clinal  Asociación entre polimorfismos enzimáticos y condiciones ecológicas.  Las diferentes frecuencias de aloenzimas son mantenidas por selección clinal.  Frecuencias alélicas no aleatorias en polimorfismos enzimáticas.
    53. 53. Polimorfismos enzimáticos  Asociación entre la función y el grado de polimorfismo 1. Restringidas a un sustrato 2. Usan varios sustratos  Menos polimorfismo en secuencias de ADN codificantes
    54. 54. Teoría neutral (raíces)  Debate entre Fisher y Wright sobre la importancia del azar en evolución.  Fisher: la deriva genética no es importante en las poblaciones naturales por que generalmente su tamaño es muy grande. El factor más importante son las fluctuaciones del coeficiente de selección. R.A. Fisher S. Wright
    55. 55. Teoría neutral de la biología molecular  La principal causa del cambio evolutivo, a escala molecular, se debe a la fijación de mutaciones selectivamente neutras por azar (Kimura,1968). Motoo Kimura (1924-1994) King y Jukes, 1969
    56. 56. Teoría neutral (raíces)  Genética de poblaciones, teoría estocástica, de naturaleza matemática, establecida en la primera mitad del S XX.  Genética molecular, que revolucionó el concepto de la vida, permitiéndo el estudio de la evolución a nivel del DNA. Watson y Crick (1953) Modelo de la doble hélice Fisher, Haldane y Wright

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