Karen

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Biodiversidad a nivel genético
n Biodiversidad es una propiedad de los sistemas vivientes de ser distinto.
n Es una característica de la naturaleza. NO ES UN RECURSO.
n Las especies, las poblaciones, ciertos tejidos son recursos, pero NO la diversidad como tal.
n El origen de la diversidad está en la propiedad de una variedad de moléculas (DNA y ciertas proteínas).
n El DNA es un polímero formada por 2 largas cadenas paralelas de desoxiribosas unidas por fosfodiésteres.
n En cada azúcar hay una base orgánica unida a una base de la cadena opuesta.

ADN y RNA: ácido desoxiribonucleico y ribonucleico)
n Los ácidos nucléicos son grandes moléculas formadas por la repetición de una molécula unidad que es el
nucleótido.
Pero a su vez, el nucleótido es una molécula compuesta por tres unidades:
1) Una pentosa (
ribosa o desoxirribosa)
2)
Acido fosfórico
3) Una base nitrogenada, que puede ser una de estas cinco:
adenina guanina citosina timina uracilo
n El ADN es la única molécula capaz de reproducirse
n Alcanza su mayor energía cuando forma la conocida forma en espiral: (adeninas de una cadena se alinean con las timinas de la cadena opuesta y todas las guaninas con las citocinas)
n La proporción o el orden de las A-T y las G-C no importa desde el punto físico-químico (no afecta la estabilidad termodinámica de la molécula)
n Sí importa desde el punto de vista biológico (el orden determina las características de los individuos y las mutaciones que se producen en las divisiones celulares afectan las características de las proteínas.

Estos cambios pueden ser:
- Neutrales (acumulan diversidad s/ cambios)
- Letales (eliminados por selección natural
- Mejorados (da origen a la diversidad biológica)
- Hay opiniones distintas:
- + por cambios graduales
- + por megamutaciones

diversidad genética: variación de los genes entre especies y dentro de ellas.
n La diversidad genética dentro de las especies les permite resistir a nuevas plagas y enfermedades y adaptarse a los cambios en el ambiente, el clima y los métodos agrícolas.
n La diversidad biológica (entre las especies) es la piedra angular de la agricultura sustentable y la seguridad alimentaria mundial.
n El Convenio de Naciones Unidas sobre Diversidad Biológica (al que frecuentemente se llama CDB o Convenio de Biodiversidad) es un marco legalmente obligatorio para la conservación y uso sustentable de la biodiversidad, y es uno de los principales foros.
Organismos internacionales
Unión Internacional para la Protección de las Obtenciones Vegetales (UPOV).
Organización Mundial de Comercio (OMC), acuerda proteger las especies,
el acuerdo es llamado
Acuerdos de Propiedad Intelectual relativos al Comercio (ADPIC), permite patentar plantas, animales y microorganismos.
La Organización Mundial de NU para la Agricultura y la Alimentación (FAO).
Preservación de la diversidad genética
1) IN SITU:
a) evitando la extinción de poblaciones que han alcanzado tamaños críticos
b) racionalizando la explotación de las que aún son sostenibles y viables
2) EX SITU:
a) Desarrollando un banco de germoplasmas
b) Desarrollando técnicas de cultivo en laboratorio o sitios experimentales, que permitan reintroducir semillas viables de vuelta al medio natural, en diferentes áreas:
- Agricultura
- Silvicultura
- Maricultura
- Piscicultura

c) Los jardines zoológicos y botánicos pueden ser importantes reservorios de material genético.
Tipos de variación 1
n Agenética
+ En el tiempo:
- con la edad
- estacional
+ SoCial: castas
+ Ecológica: color, forma
+ Traumática, inducida por parásitos, accidental

Tipos de variación 2
n Genética: continua o discontinua
n IMPORTANCIA:
n produce flexibilidad fenotípica
n Facilita la protección del medio ambiente
n Retarda la evolución disminuyendo la presión de selección
n Evita la especialización
n DEMASIADA VARIABILIDAD TAMPOCO ES BUENA:
La población debe mantener un equilibrio entre plasticidad y potencialidad para evolucionar

Caracteres variables

n Morfológicos:
n Tamaño
n Proporciones
n Estructuras epidérmicas (escamas, espinas, plumas, pelos)
n Coloración
n Número de vértebras
n Forma de cráneo
n Los caracteres pueden ser:
n merísticos: que se pueden contar
n cuantitativos: que se miden
n Cualitativos: por presencia (manchas)

Otros caracteres variables
n Citológicos:
- Inversiones cromosómicas
- Fusión de cromosomas
- Cromosomas supernumerarios
n Fisiológicos: grupos sanguíneos
n Conductuales en insectos sociales

Variación continúa

n
CLINO es un cambio gradual y medible de un carácter fenotípico (peso, altura, coloración) en un gradiente ecológico (humedad, temperatura, altitud…).
n Las variaciones clinares pueden presentar discontinuidades muy marcadas que reflejan cambios abruptos en las presiones de selección en los ambientes locales, estas variaciones se
manifiestan produciendo ECOTIPOS.
Los ecotipos son poblaciones diferenciadas genéticamente
que producen individuos con características fenotípicas distintas aun cuando vivan en el mismo lugar.
- Se consideran los caracteres aislados:
- - son continentales
- no se aprecia el genotipo

VARIACON CLINIAL

á corresponde a la inclinación de la pendiente, depende de las divergencias entre las diferentes áreas geográficas
La forma de la curva es función de:
- arreglo espacial de las poblaciones
- - flujo de genes entre las poblaciones
- - la presión de selección en los distintos ambientes
Principales fuentes de variación

Las mutaciones:
Generalmente deletéreas, rápidamente eliminadas por S.N.
Las positivas no tienen acción inmediata
y forman parte de la
variabilidad latente de la población.

Dos tipos de mutaciones:
1) Mutaciones génicas: Alteración de una
secuencia de nucleótidos.
2) Mutaciones cromosómicas:
Alteración en el número de cromosomas,
estructura o configuración.

Fuentes de variación genética

v Flujo de genes: intercambio de genes entre poblaciones. Importante en la formación de clinos. Suaviza la diferencia entre poblaciones.
v Recombinaciones genéticas durante la división celular importantes en organismos sexuados.

n
Deriva genética: A lo largo del tiempo, las frecuencias de genes en una población cambian a causa de eventos inesperados. Por ejemplo, si un grupo de individuos abandona una población para establecer una nueva, es muy probable que su fondo genético no tenga la misma frecuencia de genes que en la población que dejaron.
Cuando la población es pequeña y aislada, algunos genes se pueden perder completamente dando a la población rasgos característicos.
n Selección natural: cuando se trata de selección estabilizadora
n Fluctuación aleatoria de las frecuencias alélicas como consecuencia del tamaño poblacional finito.
n • Esto se da porque en cada generación, hay un muestreo al azar de los gametos para formar la generación siguiente

Variación discontinua: polimorfismos
n Se trata de puntos concretos de los genomas en los que un nucleótido puede ser diferente en varios individuos, dando lugar a caracteres diferentes, como el color de los ojos, de la piel, del pelo, la forma de la nariz, la forma en que metabolizamos sustancias, etc. Un buen ejemplo de SNP (single nucleotid polymorphysm) son los alelos de los grupos sanguíneos humanos.
n Los genes presentan numerosas formas alélicas, de modo que los seres humanos nos diferenciamos unos de otros en, al menos, 400 nucleótidos.
n En evolución, son buenos marcadores de la diversidad. Si seguimos un SNP concreto a través de diferentes grupos, podemos trazar la evolución y dispersión de las diferentes razas humanas.

TAXON NATURAL

Es un taxon que existe en la naturaleza independientemente de la habilidad del hombre para percibirlo.
De lo anterior se desprende que:
a) Los taxa existen aunque los científicos no puedan nombrarlos
b) Deben ser descubiertos y no son inventados.
c) Se originan por procesos naturales
Las especies son taxa naturales, presentan cohesión espacial y temporal y, además, continuidad histórica.
Los taxa supraespecíficos sólo presentan continuidad histórica.
Esto resulta en que las especies son las unidades de evolución, no así los taxa superiores que contienen dos o más especies. Por lo tanto son unidades históricas.


Eventos evolutivos fundamentales
C =
cladogénesis, división espacial de linajes que se llama normalmente especiación
Ex =
extinción finalización de linajes evolutivos
A =
anagénesis, cambio en los linajes evolutivos descendientes. Puede haber:
Horotelia, evolución media
Taquitelia, avolución alta
Braditelia, evolución baja
Es =
estasigénesis, linaje morfológicamente estacionario
La acción diferencial de los diferentes eventos evolutivos se expresan en las propiedades de los seres vivos. Tales atributos se denominan CARACTERES y es a través de ellos que se puede estudiar la historia de la vida.
El término se refiere a cualquier tipo de propiedad observable (fisiológica, etológica, ecológica, bioquímica, geográfica, morfológica, etc
Estos procesos NO son los factores básicos de evolución como mutación, selección, recombinación, etc
Conceptos
Estados de los caracteres: cada carácter puede presentarse en diferentes maneras, cada una de esas formas es un ESTADO DEL CARÁCTER
SEMAFORONTE, es una fase morfológica particular de un organismo. ORGANISMO; suma de semaforontes,

HOLOMORFOLOGÍA: totalidad de las características de un individuos a lo largo de su vida, desde la fertilización hasta su muerte
SERIE DE TRANSFORMACIÓN EVOLUTIVA: cambios sucesivos por azar, de un carácter en una secuencia histórica real (adquisiciones o reducciones).
PARSIMONIA: elección de la hipótesis con menos número de homoplasias y analogías.
Conceptos importantes:
Especie
El concepto biológico de especie se refiere a un grupo de organismos que, en realidad (o potencialmente), se cruzan entre sí en la naturaleza y están aislados reproductivamente de otros grupos similares
Comunidad
Conjunto de poblaciones de diferentes especies que interactúan en un tiempo y espacio determinado. Incluye todo taxa y posición trófica (el ecosistema incluye los componentes físicos de un área).
Ensamble
Grupos de organismos taxonómicamente relacionados que co-existen
e.g., mamíferos, hormigas, helechos
Ecología Comunitaria
La ecología de comunidades corresponde al estudio de patrones y procesos que ocurren a nivel comunitario, más que el estudio de una unidad espacial y temporalmente definible. No es necesario tener límites discretos entre las comunidades para los estudios ecológicos a este nivel.
Paisaje
Área terrestre que puede ser topográficamente heterogénea pero con singularidad climática, geográfica e histórica, integrada por un conjunto de ecosistemas interactuantes que se repiten de forma similar.

Patrones en las Comunidades:
Causas de la Riqueza de Especies
Área, Altitud , Latitud
Causas de la Riqueza de Especies: Productividad del Ecosistema, Heterogeneidad Espacial, Clima y Temperatura

Escalas de medición de Diversidad Biológica
§ Medidas de Diversidad Genética
ü Número de alelos diferentes (Haplotipos)
ü Número de sitios polimórficos
ü Heterocigosidad
ü Número promedio de diferencias entre pares de secuencias
§ Medidas de Diversidad de Especies
ü Riqueza de Especies
ü Abundancia relativa
ü Índices de Heterogeneidad, Dominancia, Equidad, Similitud
§ Medidas de Diversidad Filogenética
ü Riqueza de Caracteres
ü Combinación de Caracteres

Modelos de Abundancia de Especies
· La distribución de abundancia de las especies es más equitativa
· Los individuos se ubican en una distribución
Normal entre las especies
· Pequeño número de especies abundantes y un gran un número de especies raras.
· La especie dominante usa una proporción
k de algún recurso limitado, la segunda más dominante toma una proporción k del restante y así hasta completarlas

Índices de Diversidad Específica
§ Riqueza específica
La riqueza específica (S) es la forma más sencilla de medir biodiversidad, ya que se basa únicamente en el número de especies presentes, sin tomar en cuenta el valor de importancia (abundancia) de las mismas.
§
Abundancia Relativa
Corresponde al valor de importancia o peso entregado por la proporción de Individuos representantes de una especie determinada, en relación al sitio o muestra de donde pertenecen.

Índices de Diversidad Específica
§
Índice de Shannon-Wiener
El índice combina dos componentes de la diversidad, por un lado el número de especies (S), y por el otro, la igualdad o desigualdad de la distribución de individuos en las diversas especies
§
Índice de Equidad
Mide la proporción de la diversidad observada con relación a la máxima diversidad esperada. Su valor va de 0 a 1 de forma que 1 corresponde a situaciones donde las especies son igualmente abundantes.



§
Índice de Simpson
Muestra la probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una muestra sean de la misma especie. Está fuertemente influido por la importancia de las especies más dominantes.





§
Coeficiente de similitud de Jaccard
La manera mas fácil de medir la diversidad beta de pares de sitios es con el uso de coeficientes de similitud, los cuales expresan el grado en que dos muestras son semejantes por las especies presentes en ella.
 
a = Número de especies presentes en el sitio A
b = Número de especies presentes en el sitio B
c = Número de especies comunes para ambos sitios

Criterios y Técnicas en el Muestreo
Criterios en el diseño

· Taxonomía bien conocida y estable.
· Historia natural bien conocida.
· Poblaciones de fácil observación y manipulación.
· Taxa superiores (orden, familia, tribu, género) con distribución geográfica amplia y en diversos tipos de hábitat.
· Taxa inferiores (especies y subespecies) sensibles y especializados a cambios en el hábitat.
· Patrones de biodiversidad reflejados en otros taxa relacionados y no relacionados.
Qué es Selección Natural?
Reproducción diferenciada de los organismos
Formas de la Selección Natural:
- Estabilizadora
- Direccional
- Bimodal

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