Uso de la filogenia en estudios ecologico-evolutivos Objetivos de la clase Entender la aplicación...

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



• Comparación de individuos de una misma especie sometidos a diferentes fuerzas 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


Los frugívoros seleccionan las características preferidas en los frutos

•Chicos•Blandos•De colores

contrastantes• No aromáticos• Crecen entre el follaje


•Chicas •Sin dientes •Buena visión del

color•Pobre sentido del olfato•Perchan para comer

Características de aves Síndrome de aves




•Grandes•Duros•De colores no

contrastantes•Aromáticos•Expuestos del follaje


•Grandes •Con dientes •Pobre visión

del color•Buen olfato•Toman frutos al vuelo

Características de murcis Síndrome de murcis




•Grandes•Duros•De colores no

contrastantes•Aromáticos•Expuestos del follaje


Síndrome de murcis

•Chicos•Blandos•De colores

contrastantes• No aromáticos• Crecen entre el follaje

Síndrome de aves




Evidencia evolutiva ?• SI Hipótesis de Síndromes de Dispersión


Evidencia evolutiva ?• SI Hipótesis de Síndromes de Dispersión

• NO Filogenia Aves

Mamíferos


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


• ¿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


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


Aves

Murcis

Mixta

Preguntas


• ¿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

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