Evolução - Especiação

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Aula para a graduação em Ciências Biológicas sobre Especiação

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Evolução - Especiação

  1. 1. Conceitos de Espécie e Especiação Evolução Prof. Juliano van Melis
  2. 2. Conteúdo • A prática de conceituar uma espécie • Conceitos Atemporais: Biológico; Ecológico;Fenético • Conceitos Temporais: Cladístico (ou filogenético) • Barreiras de isolamento • Principais Modelos de Especiação: Alopátrica; Parapátrica; Simpátrica
  3. 3. OS CONCEITOS DE ESPÉCIES Conceito de Espécie e Especiação
  4. 4. Conceito de EspécieNa prática Haliaeetus leucocephalus Aquila chrysaetos Fig.(Ridley – Evolução)
  5. 5. Conceito de EspécieNa prática Caracteres Fenéticos: são características observáveis, ou mensuráveis de um organismo, inclusive aspectos microscópicos e fisiológicos. Caracteres de “diagnóstico” Caracteres de “definição” DESCRIÇÃO ≠ DIAGNÓSTICO DE UMA ESPÉCIE
  6. 6. + Peludo Configuração dentária Cauda mais curta Orelhas menores Bassaricyon neblina (Carnivora-Procyonidae) Conceito de EspécieNa prática Diagnose
  7. 7. Conceito de EspécieNa prática doi:10.3390/molecules181215329 + em Taxonomia Numérica
  8. 8. Conceito de EspécieNa prática Canis lupus
  9. 9. Canis lupus familiaris Conceito de EspécieNa prática
  10. 10. Fig.(Ridley – Evolução) Distribuição do Gênero Ensatina no Oeste dos EUA  Espécies em Anel
  11. 11. Fig.(Ridley – Evolução) Conceito de EspécieNa prática Quando o conceito de espécie é debatido, o que é debatido é o conceito e não como é realizado na prática! Forma, ou condição do caráter (ex: tamanho do bico)
  12. 12. Conceito de EspécieVertical vs Horizontal Fig.(Ridley – Evolução) Conceito Vertical  Conceito Temporal Conceito Horizontal  Conceito Atemporal
  13. 13. Evolução de Taeniodonta. Adaptado de Patterson, 1949 Conceito de EspécieVertical vs Horizontal
  14. 14. Conceitos AtemporaisBiológico “Grupos populacionais que conseguem se reproduzir e são isoladas reprodutivamente de outros grupos.” Equus africanus asinus (2n=62)Equus caballus (2n=64)
  15. 15. Conceitos AtemporaisBiológico “Grupos populacionais que conseguem se reproduzir e são isoladas reprodutivamente de outros grupos.” “Advogados” Mayr Huxley Dobzhansky + Zoólogos... Conjunto Gênico (“gene pool”) 
  16. 16. Conceitos AtemporaisBiológico Espécie por reconhecimento: Conjunto de indivíduos que compartilham um sistema específico de reconhecimento para acasalamento (SMRS – Specific Mate Recognition System). evolution.berkeley.edu
  17. 17. Conceitos AtemporaisEcológico Conjunto de indivíduos que exploram o mesmo nicho (ou conjunto de nichos) conífera Setophaga tigrina Setophaga coronata Setophaga castanea Alturadealimentação(metros)
  18. 18. Conceitos AtemporaisFenético Classificação segundo caracteres fenéticos. Ao contrário dos conceitos biológico e ecológico, o conceito fenético não explica o porquê da classificação.  Conceito tipológico de espécie
  19. 19. Conceitos TemporaisFilogenético
  20. 20. Controvérsias entre os conceitos • Conceito Fenético: problemas teóricos • Conceito Biológico: E as bactérias, prototictas e outros organismos assexuados? • Conceito Ecológico: mesmo com fluxo gênico, pode haver diferenças de nichos. Conceito Taxonômico: Nominalista ou Realista?
  21. 21. BARREIRAS DE ISOLAMENTO Conceito de Espécie e Especiação
  22. 22. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento ecológico ou de Habitat
  23. 23. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento ecológico ou de Habitat
  24. 24. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento ecológico ou de Habitat
  25. 25. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento temporário ou sazonal Tempo (meses) sp2sp1
  26. 26. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento etológico ou Sexual
  27. 27. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento mecânico estame estame estigma estame estame estigma Espécie A Espécie B HERCOGAMIA DE APROXIMAÇÃO HERCOGAMIA INVERTIDA
  28. 28. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento mecânico Figura: (Campbell et al. – Biologia)
  29. 29. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento por polinização © Reinaldo Aguilar Posoqueria latifolia - Rubiaceae  Especializada em atrair um grupo de polinizadores
  30. 30. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pré-Zigóticos - Isolamento Gamético Figura: (Campbell et al. – Biologia)
  31. 31. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pós-Zigóticos - Inviabilidade do híbrido Figura: (Campbell et al. – Biologia)
  32. 32. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pós-Zigóticos - Esterilidade do híbrido Figura: (Campbell et al. – Biologia)
  33. 33. Barreiras de Isolamento Mecanismos Pós-Zigóticos - Desmoronamento do híbrido Figura: (Campbell et al. – Biologia)
  34. 34. Barreiras de Isolamento Figura: (Campbell et al. – Biologia)
  35. 35. Variação Geográfica Principais fatores: - Adaptação ao local; - Deriva Genética
  36. 36. Variação Geográfica Principais fatores: - Adaptação ao local; - Deriva Genética Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Subspecies_of_Canis_lupus
  37. 37. Variação Geográfica Fonte: Ridley - Evolução Figura: Mapa e distribuição do Pardal (Passer domesticus) em relação ao seu tamanho. Lugares mais frios  Maiores pardais
  38. 38. Variação Geográfica Fonte: Ridley - Evolução Clina: Representação gráfica da variação geográfica (A) Gradiente contínuo: provavelmente herança poligênica;
  39. 39. Variação Geográfica Fonte: Ridley - Evolução Clina: Representação gráfica da variação geográfica (B) Seleção natural em diferentes genótipos, e há fluxo gênico entre as populações; (C) Igual (B), mas o ambiente muda gradativamente
  40. 40. Conceituando uma espécie Pensamento Tipológico • Utilizado pelos taxonomistas; • Assume um tipo ideal de uma espécie; • Conceito “ideal” e “não ideal”; Pensamento Populacional • Leva em consideração o fluxo gênico; Figura: Campbell et al. – Biologia
  41. 41. Conceituando uma espécie  Calculando a variação genética de uma subpopulação (Gst) 𝐺𝑠𝑡 = 𝐻 𝑇 − 𝐻𝑆 𝐻 𝑇 HT: Heterozigosidade Total HS: Heterozigosidade Subpopulação
  42. 42. Influencias ecológicas na formação de uma espécie Razão escamoso/dentário Plethodon
  43. 43. Influencias ecológicas na formação de uma espécie Razão escamoso/dentário Deslocamento de caracteres
  44. 44. Influencias ecológicas na formação de uma espécie Lagartos Anolis  PROXIMIDADE FILOGENÉTICA (HT: Darwin)
  45. 45. MODELOS DE ESPECIAÇÃO Conceito de Espécie e Especiação
  46. 46. Modelos de Especiação Anagênese Cladogênese
  47. 47. Modelos de Especiação
  48. 48. Modelos de Especiação
  49. 49. Modelos de Especiação Uma nova espécie pode ter uma relação com seu ancestral como: • Alopátrica • Parapátrica • Simpátrica
  50. 50. Modelos de EspeciaçãoEspeciação Alopátrica
  51. 51. Modelos de EspeciaçãoEspeciação Alopátrica Figura: Campbell et al. – Biologia
  52. 52. Modelos de EspeciaçãoEspeciação Alopátrica Em Laboratório
  53. 53. Especiação alopátrica por dispersão
  54. 54. Especiação alopátrica por vicariância
  55. 55. Hipótese dos refúgios Clima úmido Clima seco Clima úmido
  56. 56. Plantas Aves Hipótese dos refúgios: dados que apoiam
  57. 57. Modelos de EspeciaçãoEspeciação Parapátrica Gradiente ambiental Gradiente genético
  58. 58. Modelos de EspeciaçãoEspeciação Simpátrica Mycocepurus goeldii Mycocepurus castrator Parasita Rabelling et al. 2014 http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.07.048  Seleção sexual também pode ser um indicativo de Especiação Simpátrica
  59. 59. Gradualismo Filético Equilíbrio Pontuado Variações evolutivas apresentam uma taxa constante Não apresenta formas intermediárias.

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