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Espécies e especiação
     A origem da diversidade
                    biológica
Especiação
 Gera espécies novas

 Ocorre freqüentemente

 Une macro e microevolução

 Combina evolução, zoologia, ecologia...
Anagênese e cladogênese
 Anagênese =
 evolução contínua
 gera uma espécie
 nova

 Cladogênese =
 especiação de uma
 espéci...
Como uma espécie é formada?
 Modelo alopátrico     Alopátrico   Peripátrico Parapátrico Simpátrico




 Modelo simpátrico
...
Especiação alopátrica
 Sciurus

 Grand Canyon como
 barreira geográfica

 S. alberti
 S. kaibabensis
Especiação alopátrica
 Nível do mar abaixa,
 forma istmos
 (Panamá)

 Nível do mar
 aumenta, separa
 ilhas (Ilha Grande)
Especiação em série
 Alpheus

 Pares de um lado e
 de outro do Ístmo
Especiação alopátrica
 Nível do mar abaixa,
 forma istmos
 (Panamá)

 Nível do mar
 aumenta, separa
 ilhas (Ilha Grande)
Especiação de ilhas
Especiação alopátrica
 Isolamento geográfico por uma barreira
 geográfica
   Alguns indivíduos migraram e não
   conseguem...
O que vai diferenciá-las?

 Mutações serão diferentes
 Deriva atuará diferenciando as
 populações separadas
 Particularida...
O que vai prevenir a
homogeneização?
 A barreira geográfica

 Se existir a troca de indivíduo por
 geração, a especiação n...
Diversidade de espécies
 Regulada pelo conjunto de três fatores:

   Acaso (dispersão, deriva, mutação)

   Necessidade (s...
Tristan da Cunha

Ano    Evento                                                    N


1816   Colonização da Ilha         ...
Efeito fundador
Em quanto tempo acontece a
especiação?
 1 Milhão de anos



 Pode ser mais rápida?



 Pode ser instantânea?
Ammodramus
 6 machos de uma ssp



 O que fazer?
Coespeciação
 Parasita especiando
 com especiação do
 hospedeiro

 Difícil provar que
 houve transferência
 horizontal
Radiação adaptativa
 Especiação em série



 Diferenciação de
 nichos
Quase espécies
Híbridos
Quantas espécies temos aqui?
Será?




Zebróide numa fazenda do Quênia
WH X WH - 75%
                         P1 X P1 - 95%
                         P2 X P2 - 80%
                         P1 X ...
Especiação simpátrica
 Poliploidização



 Mudança de nichos ou de ambientes
Poliploidização em Oenothera
lamarckiana

 2N = 14

 Especiação =
 popiploidização

 Variante 2N = 28

 O. gigas
Especiação simpátrica
 Infestadora natural da
 árvore de Hawthorne
Quando o ambiente mudou

 Em 1860 descoberta em
macieiras (1960 em
cereijeiras)


 Hoje


  Diferenças genéticas em 6
loci...
Espécies diferentes???
 Cruzamento entre os dois
 tipos de moscas só 6%

 Moscas nascidas em
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Mulas
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Mecanismos de isolamento
reprodutivo
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 Isolamento temporal –     Inviabilidade ...
O que vêm primeiro?

 Pós-zigóticos

 Macho estéril

 Regra de Haldane
Espécie
 A definição de espécie é uma convenção não
 existe verdadeiro ou falso

 Do latim, espécie = tipo

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O que é uma espécie?
 Espécie existe?

 Essa categoria é real ou é arbitrária?

 E gênero, é arbitrário?

 Tribo na Nova G...
O que é uma espécie?
 Mais de vinte conceitos diferentes

 Três eixos: Universalidade, Praticidade,
 Relevância biológica
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Conceito Morfológico
 Tipológico, filosofia de Platão – a presença de
 características semelhantes define uma espécie

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Conceito Biológico
 Mayr 1942

 Espécies são grupos de indivíduos
 intercruzantes ou potencialmente
 intercruzantes que sã...
Conceito biológico
 Pouco universal, pouco prático, alta
 significância biológica

 Aplicável a espécies sexuais

 Aplicáv...
Ursos polares e marrons
Especiação críptica
 Poucas
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 morfológicas           .20   .33   .47   .60   .73      .87   1


          ...
Especiação e morfologia
Conceito ecológico
 Define espécie pelo compartilhamento de
 um nicho ecológico

 Baixa praticidade, baixa universalidade,...
Conceito comportamental
 Define espécie pelo compartilhamento de
 uma SMRS (specific mate recognition
 strategy)

 Estraté...
Outros conceitos
Evolutivo – Espécie é uma linhagem
evoluindo separadamente de outras
linhagens

Filogenético – Espécie é ...
Mas vamos parar por aqui.
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Evolução

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Evolução

  1. 1. Espécies e especiação A origem da diversidade biológica
  2. 2. Especiação Gera espécies novas Ocorre freqüentemente Une macro e microevolução Combina evolução, zoologia, ecologia e genética
  3. 3. Anagênese e cladogênese Anagênese = evolução contínua gera uma espécie nova Cladogênese = especiação de uma espécie ancestral em duas descendentes
  4. 4. Como uma espécie é formada? Modelo alopátrico Alopátrico Peripátrico Parapátrico Simpátrico Modelo simpátrico Modelo parapátrico? Modelo peripátrico?
  5. 5. Especiação alopátrica Sciurus Grand Canyon como barreira geográfica S. alberti S. kaibabensis
  6. 6. Especiação alopátrica Nível do mar abaixa, forma istmos (Panamá) Nível do mar aumenta, separa ilhas (Ilha Grande)
  7. 7. Especiação em série Alpheus Pares de um lado e de outro do Ístmo
  8. 8. Especiação alopátrica Nível do mar abaixa, forma istmos (Panamá) Nível do mar aumenta, separa ilhas (Ilha Grande)
  9. 9. Especiação de ilhas
  10. 10. Especiação alopátrica Isolamento geográfico por uma barreira geográfica Alguns indivíduos migraram e não conseguem voltar ao ponto inicial = dispersão Organismos não se moveram mas uma barreira se originou na distribuição da espécie = vicariância
  11. 11. O que vai diferenciá-las? Mutações serão diferentes Deriva atuará diferenciando as populações separadas Particularidades das populações (bottleneck) Populações podem estar sujeitas a pressões seletivas diferentes Efeito fundador (diferença na constituição do pool gênico pelo acaso)
  12. 12. O que vai prevenir a homogeneização? A barreira geográfica Se existir a troca de indivíduo por geração, a especiação não ocorrerá Balanço entre deriva e proporção do pool gênico trocada
  13. 13. Diversidade de espécies Regulada pelo conjunto de três fatores: Acaso (dispersão, deriva, mutação) Necessidade (seleção natural) História (filogenia, herança)
  14. 14. Tristan da Cunha Ano Evento N 1816 Colonização da Ilha 16 1855 Brigas internas causaram 33 (de 103) partir da Ilha 70 1885 População cresce 106 1885 Naufrágio mata 15 homens e suas famílias deixam a Ilha 91 1891 População se estabelece e começa a crescer 59 1961 Crescimento contínuo de 1891 270
  15. 15. Efeito fundador
  16. 16. Em quanto tempo acontece a especiação? 1 Milhão de anos Pode ser mais rápida? Pode ser instantânea?
  17. 17. Ammodramus 6 machos de uma ssp O que fazer?
  18. 18. Coespeciação Parasita especiando com especiação do hospedeiro Difícil provar que houve transferência horizontal
  19. 19. Radiação adaptativa Especiação em série Diferenciação de nichos
  20. 20. Quase espécies
  21. 21. Híbridos
  22. 22. Quantas espécies temos aqui?
  23. 23. Será? Zebróide numa fazenda do Quênia
  24. 24. WH X WH - 75% P1 X P1 - 95% P2 X P2 - 80% P1 X P2 - 77% Especiação rápida WH X P1 - 0% WH X P2 - 0% 8 Poliquetas Nereis isolados da natureza há 40 anos (WH) Isolados reprodutivamente da população original (P1 e P2) hoje
  25. 25. Especiação simpátrica Poliploidização Mudança de nichos ou de ambientes
  26. 26. Poliploidização em Oenothera lamarckiana 2N = 14 Especiação = popiploidização Variante 2N = 28 O. gigas
  27. 27. Especiação simpátrica Infestadora natural da árvore de Hawthorne
  28. 28. Quando o ambiente mudou Em 1860 descoberta em macieiras (1960 em cereijeiras) Hoje Diferenças genéticas em 6 loci entre as moscas de cada árvore
  29. 29. Espécies diferentes??? Cruzamento entre os dois tipos de moscas só 6% Moscas nascidas em qualquer árvore, preferem macieiras em agosto e hawthorne em setembro Diferenças de tempo de maturação de frutos
  30. 30. Mulas X Equus caballus = 64 (égua) cromossomos Equus asinus = 62 (jumento) = cromossomos Mula = 63 cromossomos Equus caballus = 64 (cavalo) cromossomos Equus asinus = 62 (jumenta) cromossomos Burro = 63 cromossomos
  31. 31. Mulas Estéril (apenas 4 férteis registradas) 307 tentativas de gravidez Equus caballus = 64 cromossomos Clonagem (Idaho Equus asinus = 62 cromossomos Gem, 4 de maio 2003) Mula = 63 cromossomos
  32. 32. Mecanismos de isolamento reprodutivo PRÉ-ZIGÓTICOS PÓS-ZIGÓTICOS Isolamento temporal – Inviabilidade de híbridos reprodução em tempos – Populações hibridizam, diferentes mas híbridos são Isolamento inviáveis comportamental – Esterilidade de híbridos – comportamento não Populações hibridizam, reconhecível por híbridos são viáveis, mas membros de outra inférteis espécie Baixa adaptabilidade de Isolamento mecânico – híbridos órgãos reprodutores não compatíveis
  33. 33. O que vêm primeiro? Pós-zigóticos Macho estéril Regra de Haldane
  34. 34. Espécie A definição de espécie é uma convenção não existe verdadeiro ou falso Do latim, espécie = tipo Comunicabilidade = estabilidade Estabilidade = critério biologicamente relevante
  35. 35. O que é uma espécie? Espécie existe? Essa categoria é real ou é arbitrária? E gênero, é arbitrário? Tribo na Nova Guiné reconhece 174 spp de vertebrados, taxonomistas reconhecem 178 spp
  36. 36. O que é uma espécie? Mais de vinte conceitos diferentes Três eixos: Universalidade, Praticidade, Relevância biológica Cada um dos conceitos têm pontos fortes e fracos em relação aos três eixos
  37. 37. Conceito Morfológico Tipológico, filosofia de Platão – a presença de características semelhantes define uma espécie Universal Prático Sem relevância biológica
  38. 38. Conceito Biológico Mayr 1942 Espécies são grupos de indivíduos intercruzantes ou potencialmente intercruzantes que são isolados reprodutivamente de outros grupos Capacidade de cruzamento define uma espécie
  39. 39. Conceito biológico Pouco universal, pouco prático, alta significância biológica Aplicável a espécies sexuais Aplicável a espécies contemporâneas Populações alopátricas? Isolamento reprodutivo não é qualitativo
  40. 40. Ursos polares e marrons
  41. 41. Especiação críptica Poucas características morfológicas .20 .33 .47 .60 .73 .87 1 1 Salvador 2 Noronha A Itacuruçá Especiação críptica Picinguaba Forno Anjos 3 Búzios Ilha do Mel Noronha B nucula France Esponjas, cnidários, Italy Panama 5 etc.
  42. 42. Especiação e morfologia
  43. 43. Conceito ecológico Define espécie pelo compartilhamento de um nicho ecológico Baixa praticidade, baixa universalidade, média relevância biológica
  44. 44. Conceito comportamental Define espécie pelo compartilhamento de uma SMRS (specific mate recognition strategy) Estratégia de reconhecimento de parceiro Alta significância biológica, baixa praticidade e universalidade
  45. 45. Outros conceitos Evolutivo – Espécie é uma linhagem evoluindo separadamente de outras linhagens Filogenético – Espécie é o menor grupamento diagnosticável de organismos que possuem um padrão ancestral- descendente
  46. 46. Mas vamos parar por aqui.

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