BEV 175 Ecologia Geral Universidade Federal de Ouro Preto Departamento de Biodiversidade Evolução e meio Ambiente

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Luís Barbosa Bergler
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1 BEV 175 Ecologia Geral Universidade Federal de Ouro Preto Departamento de Biodiversidade Evolução e meio Ambiente

2 Variabilidade, Evolução e Seleção Natural Prof. Dr. Roberth Fagundes roberthfagundes@gmail.com

3 GENÓTIPO FENÓTIPO tegumento forma sensor coloração

4 12 alelos = 200 cores

5 Harmonia axyridris

6 variabilidade biológica a variabilidade biológica entre organismos resulta do efeito variabilidade do genótipo e/ou do ambiente sobre o fenótipo

7 variabilidade genotípica: diversidade de alelos em um genótipo que reflete em variações de um mesmo caractere cor forma

8 variabilidade fenotípica: diversidade de expressões de um genótipo que reflete variações nos fatores ambientais limitantes do caractere substrato com algas azuis substrato com algas verdes substrato com algas verdes substrato com algas azuis

limitantes do caractere substrato com algas azuis substrato

9 frequência fenotípica = 17/20 = 85% = 3/20 = 15% = 31/40 = 78% frequência genotípica = 9/20 = 22%

10 primeira geração segunda geração 75% 25% 59% 41%

11 Evolução: mudança na frequência gênica (variabilidade genética) das populações através das gerações a partir de uma população parental (microevolução) ou ancestral (macroevolução)comum mecanismos neutros mutações recombinação fluxo ou restrição seleção natural

parental (microevolução) ou ancestral (macroevolução)comum

13 deriva genética

15 impossível prever a evolução neutra dependente do tempo e do tamanho populacional

16 gargalos e efeito fundador

17 fluxo gênico

18 mutações somáticas ou germinativas fator mutagênico afinidade por aminoácidos com enxofre neutras deletérias benéficas afinidade por aminoácidos com magnésio

19 ontogenia fator mutagênico

20 recombinação

21 seleção natural adaptação

22 seleção natural

23 seleção natural

24 Seleção natural Seleção Natural é o mecanismo evolutivo que resulta do diferencial de sobrevivência e reprodução entre fenótipos sob determinada pressão ecológica. Princípio da variabilidade genética: Existem variações entre organismos em uma população que são herdáveis Princípio da hereditariedade: Organismos geram organismos semelhantes Princípio da sobrevivência: A cada geração nascem mais organismos que o ambiente suporta. Principio da reprodução diferencial: Alguns organismos sobrevivem e reproduzem mais devido a características físicas e comportamentais específicas (adaptações)

25 Evolução por seleção natural A seleção natural age quando a variação fenotípica, devido a variabilidade genética, responde à pressões ambientais.

26 quais os tipos de seleção natural?

31 variabilidade fenotípica genes ambiente nicho

32 15cm nicho ecológico 50g habitat 70g 20g 100g 8cm

33 15cm nicho ecológico 50g habitat 70g 20g 100g 10cm 13cm 10cm 10cm 9cm

34 variabilidade fenotípica AMBIENTE GENÓTIPO ECÓTIPOS SUBESPÉCIES

35 15cm habitat nicho (plasticidade) 50g 70g 10g 150g plasticidade fenotípica 8cm

36 15cm 15cm plasticidade fenotípica 10cm 13cm plasticidade fenotípica 10cm 10cm plasticidade fenotípica 9cm 8cm

37 como saber se a variabilidade é devido ao genótipo ou ao ambiente?

38 experimento natural genético ambiental ambiental? genético genético

39 experimento clonagem ambiental genético

40 Drymocallis glandulosa (Potentilla glandulosa)

41 alt:15cm peso: 11g alt:10cm peso: 8g alt:6cm peso: 5g alt:13cm peso: 12g alt:11cm peso: 10g alt:7cm peso: 7g alt:14cm peso: 13g alt:12cm peso: 9g alt:9cm peso: 4g

42 fenótipo genótipo

43 17 populações 10 P. nivea 7 P. pulchella 64 medidas de forma 146 indivíduos 35 marcadores RAPD 146 indivíduos

44 Ordenação de Componentes Principais (PCO)

45 PCO Fenótipo PCO Genótipo

46 experimento de transplante Origem Destino Ambiente 1 Ambiente 2 Ambiente 3 Ambiente 1 Ambiente 2 Ambiente 3

47 genótipo ambiente

48 Hiesey, W. M., Clausen, J., & Keck, D. D. (1942). Relations between climate and intraspecific variation in plants. American Naturalist, 5-22.

49 experimento de transplante D. gladulosa do topo e do vale são transplantadas para a encosta D. gladulosa da encosta e do vale são transplantadas para o topo D. gladulosa do topo e da encosta são transplantadas para o vale

50 variabilidade ambiental variabilidade genética

51 Altura das plantas (cm) crescimento habitat: vale habitat: encosta habitat: topo plantas do vale plantas da encosta plantas do topo plantas do vale plantas da encosta plantas do topo plantas do vale plantas da encosta plantas do topo

52 reprodução

53 sobrevivência

55 especiação

56 Especiação Espécie: conjunto de indivíduos que compartilham um ancestral recente, apresentam um série de sinapomorfias codificadas por um genoma compartilhado e são capazes de reproduzir, trocar genótipo e transmiti-los a descendentes férteis.

57 reconhecimento similaridade ~ ancestralidade

58 aparência

59 aparência

60 híbridos

61 espécie gradiente

62 cronoespécies

63 como ocorre a especiação?

64 como ocorre a especiação?

65 como ocorre a especiação?

67 15cm nicho ecológico 50g habitat 70g 20g 100g 10cm 13cm 10cm 10cm 9cm

68 Evolução adaptativa de lagartos Anolis (Losos et al. 1997)

69 Grandes almofadas, muda de cor Corpo comprido, membros e calda finos Perna dianteira comprida, corpo achatado Corpo achatado, rabo comprido Corpo curto, membros traseiros compridos Corpo grande, almofadas grandes

70 Hipótese: Altura da árvore é uma pressão seletiva. Gradiente de altura da vegetação Ilha fonte 2-6 machos 3-9 fêmeas 14 ilhas experimentais (10-14 anos) Lagartos terão tamanho semelhante ao da ilha fonte. Lagartos terão tamanho diferente da ilha fonte Lagartos terão tamanho diferente de acordo com o ambiente Caractere: Tamanho dos membros

72 tamanho dos membros peso lamelas tamanho dos membros

73 árvores do continente tem 10m de altura árvores das ilhas entre 1 e 3m

74 Ilhas com arvores pequenas tem lagartos pequenos e pesados

75 Ilhas com árvores de galhos grossos tem lagartos com pernas compridas

77 Representação da variabilidade fenotípica na população

79 Sauromalus obesus N = 20 populações (Arizona) Habitat: Deserto Come ervas e gramas, ou folhas na escassez Temperatura: C Pluviosidade: mm/ano Altitude: m

80 Frequência na população (%) Tendência e Variância Tamanho do corpo (mm)

81 Representando os variabilidade Tamanho de peixes Peixes Comprimento do corpo (mm)

82 Comprimento do corpo (mm) Comprimento do corpo (mm) 70 máximo 70 Peixes Comprimento do corpo (mm) amplitude mínimo Vmax mediana média Vmin 40 Peixes 40 Peixes

83 Comprimento do corpo (mm) Comprimento do corpo (mm) Comprimento do corpo de peixes = X ± DP (N) = 56,8 ± 7 mm (N=10) Peixes 40 Peixes

84 15 jovens lagartos 6 populações: Altitude ( m) Criou em laboratório

85 A pluviosidade aumenta com a altitude Variação da chuva reduz com a elevação

86 Quanto mais chove, maior o tamanho do corpo

87 Crescimento das gramíneas = Quantidade de recurso Sobrevivência e Brotamento das gramíneas = Previsibilidade do recurso

88 evolução de herbívoros à diferentes plantas (Carrol and boyd 1992) Jadera haematoloma Sapindaceae

89 Filogenia de Sapindáceas e as raças de Jaderos

90 Relação entre o diâmetro do fruto e o comprimento da probóscide do herbívoro

93 espécies exóticas

94 1. Houve divergência evolutiva dentro das populações de hemípteros 2. Houve migração de indivíduos de probóscide apropriada entre populações

98 comprimento da probóscide como adaptação ao tipo de fruto (alimentação)

99 Crescimento Filhotes são semelhantes aos pais mas têm fitness maior em planta de origem

100 Sobrevivência e reprodução Sobrevivência maior quando come planta de origem Diferentes estratégias reprodutivas dependendo da planta hospedeira

101 produz semente continuamente sementes ricas em nitrogênio Tamanho e fenologia da planta são fatores evolutivos produz semente sazonalmente sementes ricas em lipídeos

102

103 ESPECIAÇÃO (Carrol et al 2003)

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