Técnicas de estudio de las poblaciones silvestres


Naturalista realizando trabajo de campo

La Ciencia avanza gracias a la verificación de las hipótesis, comprobándose su validez mediante los experimentos. Estos pueden ser de medición, cuando se toman datos sin alterar lo que se mide, y manipulativas, en los que se manipula o altera lo que se mide.

En Ecología y Biología Evolutiva se realizan los dos tipos de experimentos. Los experimentos manipulativos requieren un control para evitar el error experimental. En los experimentos de medición de campo se requiere aleatoriedad para evitar el error experimental, pero esto no siempre es posible, ya que no puede ser accesible una buena medición y a veces no se puede medir sin alterar.

Para Nelson Hairston, prestigioso ecólogo, se necesitan un buen conocimiento de la situación inicial, controles adecuados (que hubiera pasado si no se hace el experimento), réplicas (si no, se puede dar el error experimental), y reducir los efectos no deseados del experimento (cambios en el comportamiento por el mismo)

Para conocer el total de individuos de una población se puede realizar un censo (sólo para poblaciones pequeñas y aisladas), un muestreo (extrapolar un número de individuos por superficie), o un método de captura y recaptura, muy usado en mamíferos y reptiles.

El muestreo puede ser al azar simple, cuando la distribución es homogénea; al azar estratificado, cuando la distribución es heterogénea; sistemático o regular, a intervalos regulares según un criterio establecido; o por grupos, cuando los individuos se hallan agrupados.

Para determinar el número y el tamaño de las unidades de muestreo se utilizan fórmulas que tienen en cuenta el error estándar y la desviación estándar.

Los censos como recuentos totales se pueden realizar cuando no existen muchos individuos en un área determinada, como por ejemplo contar grandes vertebrados desde el aire.

Los muestreos se pueden hacer por puntos (contando de forma concéntrica ejemplares desde un punto fijo), por transectos (a lo largo de una franja con un ancho determinado o una línea), o por captura-recaptura (se toman unos ejemplares, se marcan, y al volver a tomar otros se ve la proporción de los que están marcados respecto de la población total).

Las técnicas más usadas para animales y plantas son las siguientes:

- Invertebrados: búsqueda directa, trampas, muestreo de suelo, y muestreo por succión (de una muestra de vegetación del suelo).

- Peces: trampas, métodos hidroacústicos, y observacines bajo el agua.

- Reptiles: captura manual, lazo, y trampas pitfall.

- Aves: conteo de nidos y colonias, mapeo del territorio, censo de puntos fijos, transectos de líneas, y conteos indirectos (huellas, heces, sonidos, etc.).

- Mamíferos: conteos totales (sólo viables para grandes mamíferos), conteo de lugares reproductivos, transectos de línea y de ancho fijo, trampas y conteos indirectos (huellas, heces, madrigueras, etc.).

- Vegetación: línea de intercepción (para estimar la cobertura de la copa de los árboles, estimación ocular, puntos de intercepción (para estimar la cobertura herbácea o de arbustos bajos) y parcelas (muy usadas en el estudio de los bosques).

Para realizar un buen trabajo científico es preciso, entre otras cosas, que no haya repetición de la información en en distintos lugares del texto, ya sea como texto, o como ilustraciones o tablas; los razonamientos deben estar bien conectados entre ellos; las figuras deben ser claras, sencillas y rápidamente entendibles; las conclusiones se deben basar en las evidencias de la investigación; la bibliografía será coherente y no tendrá errores; y estarán cuidados los aspectos estéticos y ortográficos.


1. Censos y muestreos

- Lectura: Mónica B. Martella. Eduardo Trumper. Laura M. Bellis. Daniel Renison. Paola F. Giordano. Gisela Bazzano. Raquel M. Gleiser. Introducción a las técnicas para el estudio de las poblaciones silvestres

- Presentación: Pilar Castro. Diseño de muestreos de campo (pdf)




2. La redacción de un trabajo científico

- Lectura: Departamento de Ecología, Genética y Evolución de la UBA. Ecología general. Guía de trabajos prácticos (pdf) (pags. 49-53)




Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Alejandro Sosa y M. Carla Cecere. Control biológico de Eichornia Crassipes en la Laguna del Ojo, Reserva San Vicente

- Lectura: Anne Branthomme. Manual para la recolección integrada de datos de campo 
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Historia de la Tierra y de la Vida


Luna sobre el Mar


INTRODUCCIÓN AL CURSO

La historia de la Tierra y de la Vida encierra uno de los mayores misterios que existen y esta llena de interrogantes difíciles de contestar, como el origen de la Vida, si en la Tierra hubiera podido haber Vida si no existiera la Luna, cuanto han sido de importantes para la Tierra las fases por la que ha atravesado el Sol, la razón de las grandes extinciones, como apareció la Vida tempranamente en la Tierra pero costó miles de millones de años que esta fuese pluricelular, como llegó la consciencia humana, y tantos otros interrogantes. Interrogantes que se vuelven más complejos cuando se comprende la interacción entre Tierra, Vida y Universo.

La historia de la Tierra y de la Vida corresponde al ámbito de la Geología Histórica, que estudia las transformaciones de la Tierra desde su formación a la actualidad. El camino recorrido hasta llegar a lo que sabemos, que es muy poco, ha sido largo y tortuoso. Siglos atrás se pensaba que la Tierra era muy joven. Aunque la Biblia no dice nada al respecto, interpretaciones erróneas de esta, como la de James Ussher, en el siglo XVII, establecían la creación de la Tierra en el año 4.004 antes de Cristo. En el mismo siglo Nicolás Steno estableció el principio de superposición de estratos, lo que establecería, en el siglo XVIII, las bases de la suposición de que la Tierra era en realidad muy antigua, dividiendo las rocas en primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias.

La teoría evolucionista de Darwin y la teoría de la deriva continental de Wegener dibujaron una Tierra en perpetuo cambio, cambio que, por otra parte, era imperceptible a escala humana. Lo que provocó inquietudes religiosas y metafísicas. Para muchos ateos, esto era la prueba de la inexistencia de Dios, ya que mostraba que en la historia de la Tierra la Humanidad había sido poco importante, lo que provocó la irritación de muchos creyentes, que negaron la validez de estas teorías, aunque otros creyentes pensaron, por el contrario, que estas teorías eran la prueba de la grandeza de Dios, que operaba en dimensiones y tiempos que nada tenían que ver con los humanos.

La Tierra que nació hace 4.500 millones de años es muy distinta de la actual, como lo era entonces la Vida. La Luna estaba muy cerca y progresivamente iba frenando la rotación de la Tierra, cuando un día duraba algo más que la quinta parte de uno actual. Dilucidar los primeros tiempos de la Tierra es una labor de titanes, porque pocas son las rocas que se conservan de esas épocas  de hace miles de millones de años. Los mayores descubrimientos se han producido en las últimas décadas y cada vez que se producía uno aparecía paralelamente un nuevo interrogante.

El nacimiento de la Tierra, las distintas etapas temporales, la formación de la Luna, el enfriamiento de la superficie, la aparición de la Vida, la atmósfera con oxígeno, la Tierra bola de nieve, la explosión cámbrica, la conquista por los seres vivos de los mares y su conquista de la superficie terrestre, los traps siberianos, el dominio de los dinosaurios, el impacto del asteroide, las plantas con flores y el dominio de los mamíferos y la aparición de la especie humana son algunos de los aspectos que se tratan en este curso de Historia de la Tierra y de la Vida.


OBJETIVOS DEL CURSO

El curso se estructura en siete temas, finalizando el curso se ha de ser capaz de:

- Conocer las etapas de tiempo y sus características de la historia terrestre

- Apreciar la medida del tiempo geológico y lo que este significa

- Saber cuales son los grandes interrogantes de la historia de la Tierra y de la Vida

- Conocer cual fue el origen del sistema solar, la Tierra, la Luna, y sus principales teorías

- Estudiar los aspectos paleogeográficos de la Tierra y los ciclos supercontinentales que han existido

- Profundizar en los períodos críticos de la historia de la Tierra, en los que se han producido grandes eventos geológicos y/o biológicos

- Apreciar las características geológicas que definen cada etapa de tiempo geológico terrestre

- Conocer la fauna y flora asociada a cada etapa de tiempo geológico terrestre


REQUISITOS DEL CURSO

Para seguir este curso:

- El curso es completamente gratuito y online. Por lo que sólo se necesita un ordenador, acceso a Internet, y poseer las habilidades previas para usar archivos de Microsoft Office, PDF, etc.

- El curso se desarrolla en idioma español. Si no se domina completamente, se puede traducir con las herramientas habituales de Internet, pero hay que tener en cuenta que la traducción puede que no sea la exacta.

- Para obtener el Certificado y la insignia digital se han de contestar correctamente al menos el 80 % de las preguntas de un examen online de 60 minutos como tiempo límite, pudiéndose repetir las veces que se desee. Para este examen se han de usar los navegadores Chrome y Edge ¡con esta configuración para que el proceso no se frustre!

- Para conocer como se desarrollan los cursos y exámenes de CUVSI, se recomienda seguir el curso Introducción al aprendizaje en CUVSI, o en su defecto realizar su examen de prueba.

- Para realizar este curso se recomiendan conocimientos previos básicos en Biología y Geología. Si no se poseen, se pueden tomar previamente los cursos Principios de Biología e Introducción a la Geología, Mineralogía y Petrología. También es muy interesante, en este sentido, el curso de Paleontología.


INFORMACIÓN DEL CURSO

Importancia e interés laboral y/o profesional: este curso tiene interés laboral para trabajar en temas geológicos, paleontologicos, excavaciones, docencia, museos científicos, espacios de ocio científicos, y divulgación científica. En el emprendimiento y creación de empresas, este curso de Historia de la Tierra y la de Vida puede ser de utilidad a la hora tanto de crear empresas, como por ejemplo espacios de ocio, turismo cultural, divulgación científica, empresas relacionadas con la divulgación científica, incluso de forma comercial, como venta y creación de modelos geológicos terrestres, modelos paleontológicos, de creación divulgativa, como páginas web relacionadas con la geología, la paleontología o la ciencia, o incluso lúdica como la creación de videojuegos.

Cursos de CUVSI relacionados: son los cursos PaleontologíaPaleontología Humana. El primero trata de los estudios paleontológicos en general y el segundo de los estudios paleontológicos de la especie humana, siendo ambos perfectos complementos a este curso de geología histórica.

Duración estimada: el tiempo de aprendizaje puede variar considerablemente dependiendo de la capacidad y de la formación previa que se posea. En todo caso se estima una duración de 50 horas. Dado que no hay límite de tiempo, se recomienda aprenderlo a un ritmo de aprendizaje que se resulte cómodo, tomarlo de forma amena, programar el tiempo y establecerse metas.

Certificado de aprovechamiento e insignia digital: para obtener el Certificado de Aprovechamiento, y si se desea la insignia digital, es preciso superar un examen de 50 preguntas con cuatro respuestas alternativas sobre las materias que aparecen en el programa del curso. El examen se supera con con al menos un 80% de respuestas acertadas. El examen tiene un tiempo límite de 50 minutos y se puede repetir las veces que se desee. Se recomienda que antes de hacer el examen, se compruebe que el navegador esté configurado correctamente. Si se tienen dudas sobre el desarrollo de los cursos y los exámenes, se puede tomar previamente el curso Introducción al aprendizaje en CUVSI o hacer su examen de prueba.

Reverso del diploma: quienes obtengan el Certificado de Aprovechamiento, y deseen imprimir en su reverso el programa del curso, en formato PDF, pueden descargarlo en este enlace.

- Suplemento al Certificado de Aprovechamiento: otros cursos, experiencia laboral y/o profesional, artículos y otras actividades que se quieren mencionar en este campo, pueden hacerse constar en el Suplemento al Certificado de Aprovechamiento de CUVSI, pudiéndose descargar un modelo ficticio en este enlace.


PROGRAMA DEL CURSO

Las unidades del curso y el acceso al examen final se desarrollan en cada uno de los enlaces siguientes:


1. El tiempo en Geología

Estratigrafía y sedimentología. Datación cronométrica de la Tierra. Principios básicos de la estratigrafía. Discontinuidades estratigraficas. El registro fósil. Escala de tiempo geológico. Precámbrico: Hádico, Arcaico y Proterozoico. Paleozoico. Mesozoico. Cenozoico.


2. Origen del Sistema Solar y de la Tierra

Nucleosíntesis. Origen del sistema solar y los planetas. Origen de la Tierra.


3. Los eones Hádico y Arcaico

El eón Hádico. El eón Arcaico.


4. El eón Proterozoico

El eón Proterozoico. Ciclo supercontinental: Columbia, Rodinia y Pannotia. La Gran Oxidación. Período criogénico. Período ediacárico.


5. El Paleozoico

El Paleozoico. Cámbrico. Ordovícico. Silúrico. Devónico. Carbonífero. Pérmico.


6. El Mesozoico

El Mesozoico. Triásico. Jurásico. Cretácico.


7. El Cenozoico

El Cenozoico. Paleógeno. Neógeno.


8. El Cuaternario

El Cuaternario. Pleistoceno. Holoceno.


Examen final del curso Historia de la Tierra y de la Vida


Facultad de Ciencias Naturales
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Introducción a los algoritmos


Big data

Un algoritmo es una serie de paso o instrucciones definidas para llegar a un objetivo. Se usan para resolver problemas. La ciencia que los estudia se llama Algoritmia, siendo estudiada en Matemáticas y en Informática o Ciencias de la Computación.

Un algoritmo se puede representar por diagramas de flujo u organigramas (símbolos unidos por flechas), pseudocódigo (mezcla de lenguaje natural con convenciones de lenguajes de programación), sistemas formales (modelos matemáticos tan precisos como un lenguaje máquina), implementación (formas de implementación en un programa u otro medio, como las varias formas de resolver una raíz cuadrada), variables (elementos que toman valores de un tipo de datos), y estructuras secuenciales (una acción sigue a otra en una secuencia).

Un algoritmo se puede tomar como una función que transforma los datos de entrada a datos de salida, es decir, tomando una serie de datos llega a otros datos, de los que se pueden extraer conclusiones. Pero no siempre es así, cuando entran en bucle infinito se quedan trabados, no saliendo datos y no llegando a nada.

Relacionado con los algoritmos está el análisis de datos, que consiste en el uso de unos datos, tras su depuración, para obtener unas conclusiones. Dentro del análisis de datos se encuentra la minería de datos, que consiste en una exploración detallada de grandes volúmenes de datos, para aplicar el tratamiento de los mismos a objetivos concretos, como son estudio de patrones de hábitos de consumo, potencialidad para el fraude, detección de actividades terroristas, genética, ingeniería, estadística, etc.

Un término utilizado actualmente para hablar de un número enorme, gigantesco, y masivo de datos es el Big data o macrodatos. Hoy día, es un conocimiento fundamental en marketing, siendo un área con un gran futuro, en la que sus profesionales son enormemente valorados.

En la vida cotidiana actual, dominada por la tecnología, se emite una masiva cantidad de datos que se pueden recoger como jamás se ha producido en ninguna época histórica.

Internet es usado por 4.021 millones de personas, lo que supone más de la mitad de habitantes del planeta. Los españoles gastan al día 5,5 horas al día. Se estima que la mitad es en redes sociales.

La red social Twitter, creada en 2006, tiene 310 millones de usuarios activos, generando 500 millones tuits al día, o sea, 6000 por segundo.

Se suben a YouTube, 10 vídeos por segundo. Si una persona quisiera ver todos los vídeos de YouTube necesitaría 1.700 años.

Existen 200 millones de blogs que se actualizan, creándose unos 120.000 al día.

La Wikipedia, la enciclopedia virtual más usada del mundo,

En España, un 96 % de la población tiene teléfono móvil, de los que el 87 % son smartphones.

Las personas acceden y consultan al movil unas 80-100 veces al día

En España, hay 51,7 millones de tarjetas de crédito, lo que supone una media de más de una tarjeta de crédito por habitante, realizándose más de 3,5 millones de operaciones al año.

Piénsese en la cantidad tan enorme de datos.



1. Algoritmos




2. Análisis y minería de datos


3. Importancia de los algoritmos




Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: IRTIC-U. de Valencia. Algoritmos y su complejidad (pdf)
- Lectura: IRTIC-U. de Valencia. Algoritmos y programas (pdf)

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Deriva genética. Experimento virtual


Mosca de la fruta

La deriva genética es la acumulación de cambios en las proporciones de alelos en las sucesivas generaciones de una población.

El genotipo de un individuo constituye, por decirlo así, un sorteo aleatorio del conjunto de genes de la anterior generación. La proporción de un alelo puede aumentar o disminuir. Esto no se debe a cualquier ventaja o desventaja asociada con el alelo (selección natural). Viene a ser como una especie de error estadístico, que si bien este es mayor cuanto mayor sea la población, en proporción se amplifica si la población es pequeña, por tanto la dereiva genética afecta particularmente a poblaciones pequeñas.

Este experimento virtual simula el experimento realizado por Peter Buri en 1956 con moscas de la fruta (Drosophila melanogaster).


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Deriva genética
- Presentación: Rubén de Noia. Deriva génica


Guión de la práctica

Este modelo es una adaptación del experimento clásico realizado por Peter Buri (1956), que documentó la deriva genética en poblaciones de laboratorio de Drosophila. En este modelo, hay
dos alelos para un gen que codifica el color de los ojos: los códigos del alelo dominante de tipo salvaje (+) para el ojo color rojo, mientras que el alelo mutante recesivo (bw) codifica el color del ojo marrón. En el modelo, diez poblaciones de moscas se mantienen en un tamaño de población constante y las proporciones del alelo bw se cuantifican por generaciones.

El tamaño de la población y la proporción inicial de alelos pueden ser modificados.

Entramos en la siguiente dirección web:


El espacio visual del modelo está dividido en tres partes, una zona superior y dos laterales. En la zona superior, un cursor ajusta la velocidad de la simulación.

En la parte izquierda tenemos 10 poblaciones de Drosophila melanogaster, de moscas de la fruta, cada una con su proporcián de alelos bw (Prop bw), proporción del alelo mutante recesivo (bw) que codifica el color del ojo marrón.

En la parte derecha tenemos el gráfico que nos expresa los resultados finales y una serie de controles.

El gráfico, en la zona superior de la parte derecha, nos da las proporciones de alelos de bw a lo largo de las generaciones, por cada población. Haciendo clic en las tres barras horizontales de la parte podemos obtener la imagen y descargarla en formatos png, jpg, svg y en documento pdf.

Los controles son los siguientes:

- Tiempo fijado (Time to Fix), columna a la derecha: tiempo fijado para cada población o colonia.

- Generaciones (Generations); generaciones.

- Colonias fijadas (# Colonies Fixed)

- Tiempo promedio (Mean Fix. Time): número promedio de generaciones formadas por las colonias para alcanzar una proporción alélica de 1 o 0.

- Proporción del alelo bw (Overall Prop. bw): proporción del alelo bw en las diez colonias.

- Tamaño de la población (Pop_Size): menú desplegable para establecer el número de moscas contenidas en cada vial (opciones: 5, 10, 20, 40, 80).

- Proporción inicial del del alelo bw (Init_Prop_bw): menú desplegable para establecer la proporción inicial del alelo bw en todas las poblaciones (opciones: 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 0.9, 1.0).

- Stop_When_Fixed: cuando está seleccionado, detiene automáticamente el modelo cuando las proporciones de alelos bw alcanzan 1 o 0 en todas las poblaciones.

- Restablecer (Reset): al hacer clic se borran todos los valores, se restablece el modelo a los valores iniciales predeterminados.

- Lanzar el modelo (Go): se pone en marcha el modelo. Al hacer clic nuevamente se detendrá.


 Preguntas y actividades

1. ¿Qué causas explican los resultados? ¿podría haber variaciones por otros factores?

2. Nombrar o buscar en la bibliografía o Internet otros casos similares que se den en la Naturaleza.

3. ¿Por qué se usa la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, para estudios genéticos y evolutivos? ¿por qué sirve para investigar la deriva genética? ¿valdrían igualmente las moscas comunes, Musca domestica? ¿qué inconvenientes y qué ventajas tendría usar esta última especie?

4. Ver el siguiente vídeo:



Biología Evolutiva
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Efectos genéticos aleatorios. Experimento virtual


Aves volando

La deriva genética es un mecanismo de la evolución de las poblaciones, junto con la selección natural, ya que modifica las frecuencias de los alelos en el tiempo. Tiende a formar poblaciones homocigóticas eliminando genotipos heterocigóticos. Las frecuencias de los alelos en poblaciones diferentes terminan divergiendo, volviendo fijas en cada población para un alelo.

En poblaciones grandes, con muchos individuos, las diferencias de las frecuencias de los alelos de una generación a otra son pequeñas. El tamaño efectivo o eficaz de una población es el tamaño a partir del cual la descendencia está garantizada, para ello tiene que haber un equilibrio de individuos masculinos e individuos femeninos. Hay que tener en cuenta que sólo los reproductores transmiten sus genes.

La reducción de una población provoca la deriva genética. Puede deberse a distintas causas: reducción de los recursos, como alimento, territorio, etc.; efecto fundador, la población se ha creado con pocos individuos; o cuello de botella, la población ha sufrido una grave reducción de sus individuos.

Existen muchos ejemplos comprobados, tanto en laboratorio, como en campo. En laboratorio, son clásicos los experimentos de Peter Buri con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). En campo, se ha comprobado con poblaciones de elefante marino del norte en el siglo XIX, la diversificación de poblaciones aisladas de gaviota argéntea, y la tortuga Testudo hermanni.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Deriva genética


Guión de la práctica

En el modelo que usaremos hay un continente y dos islas. Inicialmente, solo el continente está poblado de individuos (círculos) que muestran diferentes fenotipos (color). Puede ser cualquier especie. El color está determinado por un gen con dominancia incompleta, para la cual hay tres alelos (amarillo, azul y rojo). El heterocigoto es la mezcla de los dos alelos (por ejemplo, un heterocigoto amarillo con rojo aparece naranja). El color depende de más de un gen. A lo largo del tiempo, los individuos que forman la población se reproducen y mueren al azar y la población cambia.

Entramos en la siguiente dirección web:


El espacio visual del modelo está dividido en cuatro partes. En la zona superior, un cursor ajusta la velocidad de la simulación.

En la parte izquierda central tenemos los siguientes controles:

- Mainland-K: ajusta el tamaño de la población estable del continente

- Stop at Fixation: detiene la simulación si una proporción de alelos del continente llega a 1.0.

- Bottleneck-size (Tamaño del cuello de botella): el número de individuos que sobrevivirá a un evento de cuello de botella.

Debajo de la misma tenemos un gráfico que nos muestra los alelos del continente. En abscisas, la frecuencia de 0 a 1 de los alelos amarillo, azul y rojo; y en ordenadas el tiempo. Haciendo clic en las tres barras horizontales de la parte superior se puede obtener la imagen y descargarla en formatos png, jpg, svg y en documetno pdf.

En la parte derecha tenemos el continente y las dos islas.

En el continente tenemos los siguientes controles:

- N: población.

- Generation. generaciones.


Y en las islas:

- Founding N-1 y N-2: número de individuos fundadores en cada isla.

- Isle 1-K y 2-K: tamaños de población estable de las islas.

- Clear 1 y 2: elimina a todos los individuos de la isla.

Y los botones de ejecución de la simulación:

- Reset: eestablece el modelo a los parámetros iniciales.

- Go: inicia el modelo con la evolución de las poblaciones. Para deternerlo, se vuelve a hacer clic en el botón.


 Preguntas y actividades

1. ¿Qué causas explican los resultados? ¿podría haber variaciones por otros factores?

2. Nombrar o buscar en la bibliografía o Internet otros casos similares que se den en la Naturaleza.

 3. ¿Qué condiciones serían las que forman un cuello de botella? ¿Qué implica esto en la evolución y en la supervivencia de las poblaciones? ¿Cómo afecta al patrimonio genético? Compruébalo en el experimento virtual.

4. Ver el siguiente vídeo:



Biología Evolutiva
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Genética de poblaciones en un estanque de peces. Experimento virtual


Estanque de peces

La moderna síntesis de la teoría de la Evolución surge a principios del siglo XX a partir de los caracteres heredables con el el impulso de la Genética. De esta forma se define la evolución como los cambios en los alelos de una población. Los factores que influyen de una generación a la siguientes son procesos microevolutivos. Cuandos estos procesos microevolutivos se acumulan, los cambios evolutivos ya son perceptibles en una población y hablaríamos entonces de macroevolución.

De manera independiente, los investigadores Godfrey Hardy y Wilhelm Weinberg analizaron matemáticamente la relación entre proporciones de alelos y proporciones de genotipos. El modelo simple considera un gen con dos alelos, y en la población se deben cumplir los siguientes condicionantes: ser de tamaño suficiente, no existir ningún tipo de migración, no debe haber mutaciones, el apareamiento debe ser aleatorio, y ausencia de selección natural.

La Ley de Hardy-Weinberg establece que en una población con las características anteriores, las frecuencias génicas y genotípicas se mantienen constantes de una generación a otra, una vez que se ha alcanzado un estado de equilibrio.

Mediante un modelo realizaremos una simulación en un estanque de peces. La aplicación contiene herramientas para realizar experimentos virtuales sobre la teoría de Hardy-Weinberg (población pequeña, selección, mutación, migración y apareamiento no aleatorio).


Introducción

- Lectura: UVIGEN. Ley de Hardy-Winberg


Guión de la práctica

En este modelo se pueden ajustar varios parámetros. En el estanque hay peces moviéndose de distintas coloraciones y edades. Los distintos genotipos están relacionados con la coloración. Se pueden ajustar todos los parámetros, empezando por el tamaño de la población.

Otro parámetros modificables son los de demografía, como la relación de sexos, proporción de alelos (R y r), tasa de mortalidad, o tamaño de las crías; y los parámetros evolutivos como migración, mutación, relación de genotipos y emaprejamiento.

Entramos en la siguiente dirección web:


Si queremos consultar teoría, tutorial o créditos entraremos en la siguiente dirección (en inglés):


El espacio visual está dividido en dos partes. En la zona derecha se puede ver el estanque de peces. En la izquierda aparece un cuadro, que está dividido, a su vez, en tres zonas horizontales.

En la zona superior, Demografía (Demographics), tenemos como parámetros modificables:

- Tamaño de población inicial (Initial Size)

- Tasa de mortalidad (Mortality Rate)

- Capacidad de transporte (Carrying Capacity)

- Tamaño de la población de crías (Brood Size)

- Ratio hembras/machos (Sex Ratio Female-Male)

- Propoción inicial del alelo R (Initial 'R' Allele Prop.)

En la zona central, Parámetros evolutivos, tenemos otros ocho parámetros que podemos modificar:

- Migración (Migration): Tasa de migración (Migration Rate) y Migración del alelo R (Migrant 'R' Allele Prop.)

- Tasa de mutación (Mutation Rate): R a r (R to r) y r to R (r to R)

- Relación de genotipos (Genotype Relative Fitness): rr, Rr, y RR

- Emparejamiento selectivo (Assortative Mating): Esfuerzo de emparejamiento (Strength of Assortment)

En la parte inferior, a la izquierda vemos mandar de lanzar la aplicación, adelantarla, atrasarla y la velocidad que queremos elegir. En la parte derecha aparece la obtención de dato (To Data).

Los datos nos dan las características de la población, el tamaño de la población en el tiempo, la proporción de alelos por generaciones, y la proporción de genotipos.

De los datos se puede volver a atrás (To Design).

Ponemos los datos iniciales de la población, corremos el modelo, modificando los parámetros o no, y comprobamos los resultados, tanto en las gráficas, como en los resultados numéricos.


 Preguntas y actividades

1. ¿Qué causas explican los resultados? ¿podría haber variaciones por otros factores?

2. Nombrar o buscar en la bibliografía o Internet otros casos similares que se den en la Naturaleza.

 3. ¿De qué forma influye la alteración de las condiciones previas para el cumplimiento de la Ley de Hardy-Weinberg? Compruébalo en el experimento virtual.

4. Se buscan peces de vivos colores para la acuarofilia. ¿Cómo se puede utilizar lo visto en el experimento virtual en la selección y cría de peces de vivos colores?


Biología Evolutiva
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Aves extinguidas en Centroamérica


Somormujo del lago Atitlán (Podylimbus gigas)

Se extinguió en 1988 y era endémica del lago Atitlán, en Guatemala. El aislamiento del mismo provocó su gigantismo y la reducción de la capacidad del vuelo.

Las causas de su declive fueron la introducción en el lago de truchas y percas americanas y la siega del carrizo en sus orillas. En 1967 la especie sólo tenía 110 individuos.

Zampullín de pico grueso, especie actual de apariencia similar
Zampullín de pico grueso, especie actual de apariencia similar

Ara tricolor

Es la única especie del guacamayo antillano que posee ejemlares disecados. Parece ser que habitó toda Cuba, pero más tarde su área de distribución se redujo al pantano de Zapata y a la ensenada de Cochinos. En 1849 era abundante, pero sólo unos años más tarde, en 1876 era muy raro. El último ejemplar capturado lo fue en 1864, aunque es probable que otros sobrevivieran hasta 1885. El sabor de su carne era pésimo, pero no obstante la causa de su extinción fue la caza y su captura en nidos para servir de ave doméstica.

Ara tricolor


Amazona vittata graciliceps

Amazona vittata es una cotorra, con las subespecies graciliceps y vitatta. Psitácido endémico de la isla de Puerto Rico, sólo sobrevive la subespecie Amazona vittata vitatta, pero en condiciones precarias. Su causa se debe a la destrucción del hábitat por el aumento de población

Amazona vittata vitatta
Amazona vittata vitatta, única subespecie viva

Amaurolimnas concolor concolor

Subespecie de rállido sudamericano que estuvo presente en la isla de Jamaica. Se extinguió a finales del siglo pasado, sobre 1890, principalmente debido a la introducción de mangostas asiáticas, a su vez introducidas para erradicar las serpientes venenosas (Bothrops spp) con la destrucción de aves y mamíferos.

Amaurolimnas concolor


Colibrí esmeralda de Gould (Chlorostilbon elegans)

Fue descrito por un único espécimen tomado en 1860. Es de origen desconocido, aunque se piensa que es de Jamaica o las Bahamas. Se considera extinto.

Colibrí esmeralda de Gould


Chotacabras jamaicano (Siphonorchis americanus)

El chotacabras jamaicano estaba confinado a la isla de Jamaica. Se extinguió en la década de 1860. Las mangostas fueron introducidas en 1872, por lo que se probable se extinguió por las ratas introducidas accidentalmente.


Lechucita de las madrigueras (Athene cunicularia sspp)

De las dieciséis subespecies que la componen, dos de las Antillas se han extinguido.



Milano picogarfio (Condrohierax unicnatus mirus)

El milano picogarfio es un acípitrido americano, diferenciado en cuatro subespecies propias de América Central y del Sur. La subespecie Condrohierax unicnatus mirus se ha extinguido.

Condrohierax unicnatus


Picamaderos imperial (Campephilus imperialis)

El picamaderos imperial es similar al picamaderos picamarfil. Se considera extinguido, sin embargo una especie próxima, el picamaderos picamarfil, considerada extinta se han producido avistamientos recientes.

Se cazó como alimento y como souvenir, pero su desaparición llegó por la tala y desaparición de los bosques en los que vivía.

Picamaderos imperial


Chochín criollo (Troglodytes aedon martinicensis)

Especie americana de las Antillas con formas de razas geográficas bien diferenciadas. La subespecie martinicensis se ha extinguido.

Chochín criollo


Loxigilla portoricensis grandis

De las dos subespecies de este fringílido, una endémica de St. Kitts y Barbuda, la grandis se considera extinguida.

Loxigilla portoricensis


Zorzal de Gran Caimán (Turdus ravidus)

Ave paseriforme endémica de la isla de Gran Caimán. A finales del siglo XIX se cazaba por coleccionismo, aunque que la principal causa de su extinción fue la deforestación y destrucción de su hábitat. El último ejemplar fue observado en 1938.


Otras especies extinguidas

Misterios de la Naturaleza

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