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EVOLUCION
cambio con modificación
La creación bíblica
Jean Baptiste de Monet
Caballero de Lamarck
How does evolution occur: the mechanism
•
•
Lamarckian evolution: Inheritance of acquired characteristics;
Lack of support from genetics and experimental biology;
George Cuvier
Charles Darwin
Alfred Wallace
How does evolution occur: the mechanism
Evolution happens slowly and gradually, through non-random
survivability (selection) of features in a parent population;
Mendel
Ortogénesis
Hugo de Vries (Macromutaciones)
Teilhard de Chardin
(Oonosfera)
George Gaylord Simpson
The evolution of horses: Traditional interpretation
•
•
•
•
•
Originated in North America, in the Eocene;
Increasing body size;
Increasing tooth-crown height;
Decreasing number of toes;
Traditionally interpreted as a single lineage, gradual, phyletic evolution;
The evolution of horses: New interpretation
•
•
•
•
New fossil discoveries reveal that there existed many fast evolving lineages;
Branching events (speciation events) follow punctuated equilibrium model;
Evolutionary trends found in multiple lineages;
Evolutionary trends driven by climatic and ecological changes (woodland
browsers to grassland grazers);
Equilibrio interrumpido
Niels Eldredge
Stephen J. Gould
Evolutionary Pattern:
Phyletic Gradualism vs. Punctuated Equilibrium
Punctuated Equilibrium
Observations:
Morphological changes mostly occur
when species branch to form new
species (speciation events);
Stasis between speciation events;
Evolutionary rate may not be constant,
fast at speciation events, slow
between speciation events;
Mechanism
Allopatric speciation: Peripheral
subpopulations are small, easy to
isolate, and evolve faster;
Phyletic gradualism and punctuated
equilibrium are two alternative modes of
speciation; both modes have been seen
in the fossil record.
Estado actual: Nueva síntesis
Evidencias de la evolución
Evidence for Evolution
• Homologous structures;
• Structures in different
species and with strikingly
different functions are
built from the same basic
blueprint, indicating that
they evolved from a
common ancestor; these
are called homologous
structures
Evidence for Evolution
From jawbones of reptiles to earbones
of mammals
Evolution of whales from
even-toed ungulates; De
Muizon, 2001, Nature,
413:259-260
Evidence for Evolution
Biología del desarrollo: Evo Devo
Biología/Genética
del
desarrollo
(EvoDevo)
GENES
Reguladores
(HOX-HOMEOBOX)
GENES
estructurales
Selección Natural
Supervivencia y reproducción
diferencial de los individuos mejor
adaptados
Eficacia biológica
(fitness)
Darwin’s mechanism of evolution:
Natural Selection and Phyletic Gradualism
Galapagos finches have strikingly different beaks, -- an adaptation to different diets
Adaptación
Kettlewell, 1959
estabilizadora
direccional
diversificadora
Megaloceros ginganteum
REPRODUCCION DE MODELOS DE GRAPTOLITES
PARA EL ESTUDIO DE LA BIOLOGIA FUNCIONAL
“Hiperadaptacionismo”
The pelvis and femur of a whale are vestigial organs
Limitaciones al crecimiento
(morfología construccional)
ESPECIES
Species as a dynamic biological
entity
Species:
• A group of organisms that have general structural, functional,
developmental, and genetic similarities and that are able to interbreed
to produce fertile offspring;
• Under natural conditions, individuals of difference species cannot
breed to produce fertile offspring; species exist in reproductive
isolation and there is no genetic flow between species;
• New species arise through reproductive isolation and natural
selection;
How many living species?
Millions have been described, many are insects. Millions more remain to be
discovered and described.
How many species existed on the Earth?
No reliable estimate. Perhaps as many as 50 billion. Only one in a thousand
species is still alive. Most went extinct.
Especies gemelas
Especies politípicas
Especiación geográfica
El problema de la especie en Paleontología
Morfoespecie
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Especies gemelas y politípicas
Dimorfismo sexual
Sesgos de preservación
Representación parcial de organismos
Escasez de individuos
Imposibilidad de cruzamiento-información genética
El caso de Metrarabdotos (briozoo)
Cronoespecie
1. Establecer límites entre especies
2. Necesidad de series muy completas con muy buen registro
El problema de la especiación
en Paleontología
Melanopsis
MODELOS EVOLUTIVOS
TIEMPO
GRADUALISMO
EQUILIBRIO
ANAGENESIS
FILETICO
INTERRUMPIDO INTERRUMPIDA
Anagénesis
Cladogénesis
Estasis
Interrupción
Anagénesis
Interrupción
CAMBIO MORFOLOGICO
Macroevolución
1. Aparición de taxones superiores
2. Tasa de cambio morfológico
3. Selección-tría de especies
4. Morfología de clados
5. Disparidad morfológica
Aparición de taxones
superiores
(Wallace Arthur 2004)
Heterocronías
Tasa de cambio morfológico
Limulus
Fósiles vivientes
Selección-tría de especies
Morfología de clados
Interacción entre clados
Disparidad morfológica
Evolución de comunidades
TIEMPO GEOLOGICO
(Ma)
FAUNAS EVOLUTIVAS
(SEPKOSKI, 1984)
UNIDADES ECOLOGICO-EVOLUTIVAS
(BOUCOT, 1982)
UNIDADES DE SHEEHAN (1985)
SUBUNIDADES
ECOLOGICO-EVOLUTIVAS
BRETT Y BAIRD, 1995)
I I II I V V
I I V
I
VI
I
VII
I
I X
X
X
I
XI
I
(Futuyma, 1986)
(Phillips, 1860)
(Darwin, 1859)
Sesgos:
Dependientes del tiempo
volumen de rocas y área cubierta
preservación diferencial
efecto monográfico (interés)
Independientes del tiempo
dificultad de reconocer y registrar especies
registro marino vs continental
formas con esqueleto vs sin esqueleto
(Sepkoski, 1997)
(Sepkoski)
(Stanley, 2007)
Paleozoic plateau
datos a nivel de piso
Neógeno
datos totales
Paleógeno
Cretácico superior Cretácico inf.
20
10
Lithoph./Mastoph.
0
20
10
Melobesioideae
0
20
10
Sporolithaceae
0
L B A Ch RuPrBa Lu Yp Th Da Ma
Pl Mioceno Olig. Eoceno
Paleoc.
P ZMTo S
0
10
20
30
40
50
60
70
Ca
Tiempo (Ma)
80
S C Tu Ce
Cretácico
Al
Ap
90 100 110 120
Extinciones
Sepkoski
EXTINCIONES EN MASA
Cenozoico
Mayor
Terciario
Mesozoico
Cretácico
Jurásico
Pérmico
Paleozoico
Carbonífero
Devónico
Silúrico
Ordovícico
Cámbrico
Prec.
Tiempo (Ma)
Triásico
Vendiense
Intermedia
Menor
Tipos de extinción en masa
gradual
catastrófica
Problemas
Tipos de selección en las extinciones en masa
Selección anatómica-ecológica
Selección taxonómica
Selección geográfica
Causas de la extinción en masa
Terrestres:
Nivel del mar
Anoxia
Vulcanismo intenso
Clima global
Extraterrestres:
Impacto meteorítico
Nivel del mar
Anoxia
Vulcanismo
Impacto meteorítico
AREA NO MARINA (106 m2)
TASA DE EXTINCION
(Archibald, 1996)
PERMO/TRIAS
K/T
TRIASICO SUPERIOR
IMPACTOS
Y VOLCANISMO
Causas de la extinción en masa
Interacciones bióticas
SEXTA EXTINCIÓN
EXTINCION DEL DODO, Didus ineptus (Hutchinson, 1894)