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Evolución y comportamiento
Bettina Tassino
Ciro Invernizzi
Introducción a la Etología
2019
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4 cuestiones acerca del comportamiento(N.Tinbergen)
► causalidad (mecanismos)
► desarrollo (ontogenia)
► función ( significado adaptativo)
► evolución (historia filogenética)
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evolución comportamiento
la evolución del
comportamiento
el rol del comportamiento
en la evolución
aproximación
genética del
comportamiento
➢ mutantes
➢ transgénesis
➢ variación discontinua
➢ caracteres cuantitativos
➢ selección artificial
método
comparativo
➢ comparación entre especies
➢ reconstrucción filogenética
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Premisas de la síntesis neodarwinista
•Variación heredable
•Recombinación genética
•Genética de poblaciones
•Constancia de frecuencias génicas
•Selección natural
•Adaptación
adaptación = variabilidad + herencia + selección
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Genética del comportamiento
limitantes pleiotropía – 1 mutación puede afectar diferentes
comportamientos
vínculos entre genes y comportamiento - complejo
mutaciones – disrupción del comportamiento
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Pleiotropía Poligenia
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Peromyscus maniculatusgen agutí (mutación no-agutí)
proteína
se pega a receptores de
membrana donde actúan
melanocorticoides
retarda o acelera el efecto
de la hormona
diferencias encolor del pelaje
niveles de actividad
tamaño corporal
agresividad
efecto pleiotrópico del gen agutí
Ctenomys rionegrensis
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enzima que descompone AMP cíclico
(fosfodiesterasa)
Genética del comportamiento
mutantes - experiencias con Drosophila
aprendizaje - “dunce” evitación de señal olfativa
asociada a descarga eléctrica
base bioquímica del
aprendizaje
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Genética del comportamiento
mutantes – experiencias con Drosophila
intensidad de la vibración
de las alas en los machos
durante el cortejo (“amarillo”)
baja frecuencia
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TRANSGÉNESIS
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Transgénesis dentro de una especie
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Transgénesis entre especies diferentes
Gen per afecta intervalos de pulso (IPI) en machos durante cortejo (ef. pleiotrópicos)
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Genética del comportamiento
variación en caracteres comportamentales
discontinua o categórica continua o cuantitativa
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Genética del comportamiento
variación en caracteres comportamentales
discontinua o categórica
estrategias de apareamiento en
Paracerceis sculpta
3 morfologías discretas en los ♂
un solo locus autosómico
Estrategias alternativas de apareamiento – polimorfismo genético
homocig
recesivo
aa
heterocig
3er alelo
Ca/Cb
heterocig
Ba
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Herencia mendeliana
Comportamiento higiénico en abejas melíferas
Consiste en la limpieza de las celdas operculadas que contienen larvas o pupas
muertas.
Se reconocen dos etapas: el desoperculado de las celdas y la remoción de las
larvas muertas.
Rothenbuhler (1964) Selección de abejas para resistencia y susceptibilidad a
enfermedad bacteriana de la cría.
Encuentra que parte de la resistencia radica en el comportamiento higiénico.
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NO HIGIENICAS X HIGIENICAS
F1 NO HIGIENICAS
RETROCRUZA
CON HIGIÉNICAS
9 colonias desoperculan pero no remueven cría
6 colonias no desoperculan pero remueven cría
8 colonias no desoperculan ni remueven cría (no higiénica)
6 colonias desoperculan y remueven cría (higiénica)
Se ajusta a un modelo de herencia de dos loci
1)DESOPERCULADO
D: no desopercula
d: desopercula
2) REMOCION
R: no retira larva
r: retira larva
9 colonias dd/Rr (25%)
6 colonias Dd/rr (25%)
8 colonias Dd/Rr (25%)
6 colonias dd/rr (25%)
1)
2)
3)
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Diferencias de
comportamiento causada por
un solo gen en larvas de
Drosophila melanogaster
sitter:rover = 3:1
Un gen
rover dominante
sitter recesivo
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Genética del comportamiento
variación en caracteres comportamentales
discontinua o categórica continua o cuantitativa
• responde a herencia poligénica
• métodos de análisis – complejos (QTL)
• variación de un carácter- medido por
varianza fenotípica
• heredabilidad y respuesta a selección
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Quantitative trait loci
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construcción de nido en ratones
Genética del comportamiento
experiencias de selección artificial
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Genética del comportamiento
experiencias de selección artificial
velocidad de apareamiento
en Drosophila
50 parejas
10 + rápidas 10 + lentas
20% 20%
x = 3 min x = 80 min
7 generaciones
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Genética del comportamiento
experiencias de selección artificial
aprendizaje en ratas
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duración de llamadas
en grillos
Genética del comportamiento
experiencias de selección artificial
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Mansedumbre en zorros plateados
Selección por mansedumbre “arrastró”
cambios en otros comportamientos y
fisiológicos (hormonas)
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Genética del comportamiento
diferencias entre especies/poblaciones
hibridizacióncomportamiento de excavación
en Peromyscus
P. polionotus
P. maniculatus
en laboratorio – 20 generaciones
se mantiene el patrón de construcción
híbridos F1 – patrón de P. polionotus
x
P. maniculatus
rango de construcción entre
P. polionotus y maniculatus
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Genética del comportamiento
diferencias entre especies/poblaciones
hibridizaciónmigración
curruca
capanegra
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Heredabilidad = 0,17
Alimentación en víbora Thamnosis elegans
población de la costa vs continental
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Heredabilidad (h2):
mide el peso de genes y ambiente en el valor fenotípico
0 < h2 < 1
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Método comparativo
dificultades relacionadas con flexibilidad del comportamiento
transmisión cultural convergencia
comparación entre especies
análisis de la distribución de diferentes caracteres en
un grupo de especies para poder establecer hipótesis
sobre su evolución
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Método comparativo
comparación entre especies
primates
competencia por parejas
sistema de apareamiento
organización social
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Método comparativo
comparación entre especies
empídidos
1. Captura de presa (ancestral)
2. Presas envueltas en seda
3. Presas secas envueltas en seda
4. Globos de seda vacíos
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Polilla succionadora de sangre
Calpe eustrigata
Reconstrucción historia evolutiva
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historia evolutiva
Polillas liban néctar de las flores
Polillas se alimentan de jugo de
frutas dañadas
Polillas perforan frutos de piel
blanda
Polillas perforan frutos de piel
dura
Fuente de azúcares Fuente de sodio
Atraviesan piel para
succionar sangre
Aseguran el sodio
del barro, carroña,
sudor, gotas de
sangre y
secreciones
oculares
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Método comparativo
reconstrucción filogenética
fijas y constantes dentro
de la especie
variables entre
especies•movimientos de intención
•actividades de desplazamiento
•movimientos termorreguladores
•movimientos de protección
exhibiciones o despliegues reconocimiento de parejas
origen
•exageración del movimiento (teatralización)
•transformación
•supresión de ambigüedad (intensidad típica)
•especificidad
•integración a nuevo contexto (emancipación)
proceso por el que se han convertido en señales ritualización
señal
comunicativa
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Reconstrucción filogenética a partir de
caracteres comportamentales
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Bostwick et al 2012
https://vimeo.com/7547447
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Aves parásitos de cría
especialistas vs. generalistas
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evolución comportamiento
la evolución del
comportamiento
el rol del comportamiento
en la evolución
• procesos macroevolutivos
especiación
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Cíclidos de los lagos del este de África
Seehausen et al. 1997
Lago Victoria – 300 especies endémicas en 12.500 años
sexualmente aislados por elección de pareja en base a la
coloración
aguas turbias (eutrofización)
restringe percepción del color
interfiere con elección de pareja
disminuye la intensidad de la sel. Sexual
bloquean mec. aislamiento reproductivo
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* p < 0.05 * p < 0.05
banda/inte
rbanda
Raiz
1
1 2 3 4
Océano
Atlántico
n = 49
n = 28
n = 35
n = 54A. reicherti
A. charrua
3.
2.
1.
4.
1
2
3
4
Hibridación en la naturaleza
Patrón de bandas verticales
Morfometría geométrica
12
2
3 4
5
6
89
10
11
113
7
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evolución comportamiento
la evolución del
comportamiento
el rol del comportamiento
en la evolución
• aprendizaje e inteligencia
• estrategias evolutivamente estables
• modelos de optimización
• selección de parientes y altruismo
• estructura social