UNIDAD I : 2 .3 Y 2 .5 - EVIDENCIAS EVOLUTIVAS
EMBIOLÓGICAS Y MOLECULARES
Biología Evolutiva
Desarrollo embrionario: Teoría de recapitulación
A B C D
A: PerroB: MurciélagoC: Conejo D: Hombre
“La ontogenia es una breve y rápida recapitulación de la filogenia” (Haeckel, 1866)
Ontogenia = desarrollo de un organismo
Larvas de crustáceos: otro ejemplo
=
=
BalanoCamarón
Relación actual entre ontogenia - filogenia
Si una estructura antecede a otra estructura en términos evolutivos
aparece antes que la otra en el desarrollo embrionario.
Especies evolutivamente emparentadas
comparten los estadios tempranos del desarrollo
embrionario y difieren en los más tardíos
El cerebro humano se desarrolla mas tarde en relación a los otros primates
La columna vertebral aparece en todos los embriones de vertebrados de forma muy temprana
Relación actual entre ontogenia y filogenia
Si una estructura desaparece en una secuencia evolutiva
Otra estructura aparece durante el estado embrionario y desaparece o es modificada en un estado embrionario más
tardíoPatas y pelos en las ballenas
Col
a en
hum
anos
re
troc
ede
para
form
ar
el c
oxis
Ejemplos:
Código genético: secuencia de bases del ADN
Adenina con Timina
Citosina con Guanina
Código genético
Características del código genético
Código genético
Universal(Salvo excepciones es único para todas las
especies)
No solapado No puntuado (Lectura continua)
Degenerado(Varios codones
transcriben para un AA)
No ambiguo(Un codón únicamente transcribe para un AA)
No solapamiento del código genético
Estructuras de las proteínas
ARNr micro-subunitario
Tres tipos de ARN
ARN ribosomal (Parte de la estructura de los ribosomas. Las bacterias a menudo usan el 90% de su energía para sintetizar nuevas proteínas y requieren de gran número de ribosomas. El ARNr en bacterias es cerca del 80% del total del ARN)
ARN transferencia
ARN mensajero
Los genes del ARN ribosomal están entre los más estables e inmutables genes conocidos
Se usan extensivamente para comparar organismos vivos, tan diversos como
bacterias, hongos y humanos.
ARN r: Woese y su importante logro en 1977
MoneraFungiProtistaPlantaeAnimalia
BacteriaArchaeaEucarya
Árbol basado en las secuencias de ARN r de la subunidad S16
Relojes moleculares
los gen
omas
son
la mem
oria d
e la
evolu
ción
Dalí: persistencia de la memoria
Relojes moleculares: contexto histórico
Hace muy poco tiempo que empezamos a conocer en profundidad el grado de variabilidad de las poblaciones naturales
• Las primeras secuencias de proteínas Fines de la década de
1950
• Las primeras secuencias de ADN Fines de la década de
1970
Relojes moleculares
Los cambios se acumulan a la misma
tasa en todos los linajes evolutivos.
Div
erge
ncia
Tiempo
Zuckerkandl y Pauling 1965
La divergencia de secuencias de proteínas
sea proporcional al tiempo aproximado de divergencia
entre especies.
Reloj molecular: distancia evolutiva
Peces – humanos = 440 Ma
Aves – humanos = aprox. 270 Ma
Reloj molecular: -globinas
Cada punto es una
distancia pareada
Nº estimado de sustituciones en la globina entre pares de vertebrados
Reloj molecular en virus
Tasa muy uniforme
Reloj molecular
Cada gen tiene una tasa característica
Relación entre función y variabilidad
Porc
enta
je c
ambi
os a
min
oací
dico
s
Relojes moleculares dentro de una proteína
Cada región
tiene una tasa
característ
ica
Desviaciones del reloj molecular
Humanos tienen tasas más bajas que otros primates
Roedores tienen tasas más altas que primates
Variaciones entre linajes se pueden deber a:
Eficiencias diferentes en el sistema de reparación
El efecto del tiempo generacional
Selección positiva sobre el cambio molecular
Grandes patrones de evolución molecular
Los pseudogenes, intrones, y regiones no codificantes, evolucionan más rápido.
Dentro de las regiones codificantes, los sitios no degenerados son los que presentan menores tasas de sustitución.
Existe una relación inversa aparente entre tasa de evolución e importancia funcional.
Conclusiones sobre la teoría del reloj molecular
La hipótesis del reloj molecular ha probado ser cierta enalgunos casos, pero no en otros.
• Definitivamente NO existe un reloj universal.
• Los relojes locales, aún aproximados, son útiles.