Uso de la filogenia en estudios ecologico-evolutivos

1. Uso de la filogenia en estudios ecologico-evolutivos Objetivos de la clase • Entender la aplicación de métodos filogenéticos en estudios evolutivos • Tratar de conectar conclusiones ecológicas y evolutivas • También diferenciar patrones ecológicos y evolutivos

2. ¿Cómo estudiar evolución en el campo? • Comparación de distintas especies sometidas a la misma fuerza de selección • Comparación de individuos de una misma especie sometidos a diferentes fuerzas de selección Próximas generaciones Población 1 Divergencia de rasgos Población 2

3. ¿Cómo estudiar evolución en el campo? • Comparación de distintas especies sometidas a la misma fuerza de selección • Comparación de individuos de una misma especie sometidos a diferentes fuerzas de selección

4. ¿Cómo estudiar evolución en el campo? • Comparación de distintas especies sometidas a la misma fuerza de selección Sp 1 Próximas generaciones Sp 2 Convergencia de rasgos Sp 3 Frutos Frutos

5. ¿Son importantes los dispersores de semillas en la evolución de frutos? Silvia Lomáscolo IADIZA – CCT Mendoza CONICET

6. ¿Son importantes los dispersores de semillas? Evidencia ecológica  SI • Forman el enlace entre la reproducción plantas y el establecimiento de plantas • Reducen la mortalidad bajo la planta madre • Afectan el mantenimiento de la biodiversidad por medio de la limitación de dispersión • Contribuyen a la recuperación de bosques Evidencia evolutiva?

7. ¿Son importantes los dispersores de semillas? Evidencia evolutiva  ? • SI  Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros Hipótesis de Síndromes de Dispersión Los frugívoros seleccionan las características preferidas en los frutos

8. ¿Son importantes los dispersores de semillas? Evidencia evolutiva  ? • SI  Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros Hipótesis de Síndromes de Dispersión Características de aves Síndrome de aves • Chicas • Sin dientes • Buena visión del color • Pobre sentido del olfato • Perchan para comer • Chicos • Blandos • De colores contrastantes • No aromáticos • Crecen entre el follaje

9. ¿Son importantes los dispersores de semillas? Evidencia evolutiva  ? • SI  Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros Hipótesis de Síndromes de Dispersión Características de murcis Síndrome de murcis • Grandes • Con dientes • Pobre visión del color • Buen olfato • Toman frutos al vuelo • Grandes • Duros • De colores no contrastantes • Aromáticos • Expuestos del follaje

10. ¿Son importantes los dispersores de semillas? Evidencia evolutiva  ? • SI  Las características de frutos no parecen azarosas y coinciden con la capacidad perceptiva de frugívoros Hipótesis de Síndromes de Dispersión Síndrome de aves Síndrome de murcis • Chicos • Blandos • De colores contrastantes • No aromáticos • Crecen entre el follaje • Grandes • Duros • De colores no contrastantes • Aromáticos • Expuestos del follaje

11. ¿Son importantes los dispersores de semillas? Evidencia evolutiva  ? • SI  Hipótesis de Síndromes de Dispersión

12. ¿Son importantes los dispersores de semillas? Aves Mamíferos Evidencia evolutiva  ? • SI  Hipótesis de Síndromes de Dispersión • NO  Filogenia

13. Por qué controlar la falta de independencia de las especies: Las especies de fruto chico son blandas y las especies de fruto grande son duras Dureza Error de tipo I y Modificado de Gittelman y Kot 1990 x Tamaño

14. Por qué controlar la falta de independencia de las especies: Las especies de fruto chico son blandas y las especies de fruto grande son duras Dureza Error de tipo I Error de tipo II y y Modificado de Gittelman y Kot 1990 x x Tamaño Tamaño

15. Dos hipótesis que explican la diversidad de frutos • 1. Hipótesis filogenética: La combinación de características es heredada del ancestro común. • 2. Hipótesis adaptativa: Hay “algo” que selecciona la combinación observada Hipótesis de Síndromes de dispersión

16. Preguntas Comparación interespecífica • ¿Existen los síndromes de dispersión? • ¿Los síndromes responden a la filogenia, o son el resultado de selección natural? • ¿Puedo predecir el dispersor en base al síndrome?

17. El trabajo de campo fue en Papúa Nueva Guinea • Está en el Pacífico Sur

24. Medí: • Diámetro • Dureza • Color • Brillo y pico cromático • Contraste contra el fondo • Olor • Exposición del fruto del follaje - Distancia fruto-hojas - Longitud del pedúnculo - Crece en ramas o del tronco Análisis multivariado PCA Evolutivo

25. Similar a un PCA • Explora patrones de distribución de caraterísticas • Encuentra el eje de mayor variación en los datos • Enfatiza similitudes y diferencias entre especies Si las características de los frutos se asocian de manera no azarosa, PCA separa las especies en base a similitud de estas características

26. PCA Evolutivo • Basado en transiciones evolutivas • Reconstruye estados ancestrales • Calcula la diferencia entre el valor en el taxon terminal y el nodo ancestral • Representa un cambio evolutivo en la característica (Dyreson y Maddison 2006)

27. Chicos Blandos Oscuros Pedúnculo corto Resultado EPCA ~43% de la variación explicada por síndromes de dispersión Síndrome de aves Alto contraste Crecen en ramas Entre el follaje No aromáticos Los síndromes de dispersión existen en Ficus No responden a la filogenia Bajo contraste Crecen del tronco Lejos del follaje Aromáticos Síndrome de murciélagos Grandes Duros Claros Pedúnculo largo

28. Preguntas Comparación interespecífica • ¿Existen los síndromes de dispersión? SÍ • ¿Los síndromes responden a la filogenia, o son el resultado de selección natural? Selección natural • ¿Puedo predecir el dispersor en base al síndrome?

29. Identificación de dispersores • Filmaciones • 1019 horas • 16 especies de Ficus • 1-4 árboles/especie • Datos de literatura • 14 especies de Ficus Aves chicas y zorros voladores

30. Síndrome de aves Dispersados por aves Distribución predicha de Ficus dispersados por aves y murciélagos Dispersados por aves Dispersados por ambos Dispersados por murciélagos Dispersados por murciélagos Síndrome de murciélagos

31. Aves Murcis Mixta Síndrome de aves Distribución observada Aves y murcis dispersan frutos con los síndromes respectivos Síndrome de murciélagos Regresión isotónica EPC 1: ave < mixto < murci, Jonckheere-Terpstra = 131, p = 0.0168 EPC 2: ave > mixto > murci, Jonckheere-Terpstra = 269, p = 0.0196

32. Preguntas Comparación interespecífica • ¿Existen los síndromes de dispersión? SÍ • ¿Los síndromes responden a la filogenia, o son el resultado de selección natural? Selección • ¿Puedo predecir el dispersor en base al síndrome? SÍ

33. Conclusiones • Las características de los frutos no están muy limitadas genéticamente • Siete variables evolucionan de manera conjunta como se predeciría en respuesta a selección por frugívoros • Los frugívoros responden en general a los síndromes • La diversidad de frugívoros explica la diversidad de frutos carnosos • Los mutualismos son generadores de biodiversidad