Presentación del grupo 5464 - 2007-1.

Título del Taller: Genética Evolutiva: de las bacterias a los grandes clados de angiospermas. Nivel 3. Profesores del Taller Responsable del Taller: Dr. Luis Enrique Eguiarte Fruns. Investigador Titular C de TC. Instituto de Ecología, UNAM. fruns@servidor.unam.mx Profesores: Dra. Valeria Souza Saldívar. Investigador Titular B de TC. Instituto de Ecología, UNAM. souza@servidor.unam.mx Dra. Luisa Falcón Alvarez. Investigadora Postdoctoral. Instituto de Ecología, UNAM. falcon@miranda.ecologia.unam.mx Dra. Susana A. Magallón Puebla. Investigador Titular A de TC. Instituto de Biología, UNAM. s.magallon@ibiologia.unam.mx. Dr. Mark Earl Olson Zunica. Investigador Asociado C de TC. Instituto de Biología, UNAM. molson@ibiologia.unam.mx. Dra. Rebeca Aguirre Hernández. Profesor Asociado C de TC. Facultad de Medicina, UNAM. rebeca_aguirre@jmvertiz.posgrado.unam.mx. La distribución de caracteres morfológicos y moleculares dentro y entre especies, y la distribución de especies en el espacio geográfico y ecológico están determinadas por procesos evolutivos que operan en todos los niveles jerárquicos ecológicos y genealógicos, desde las poblaciones hasta los grandes clados. Con un grupo diverso y multidisciplinario de biólogos evolutivos que investigan diferentes niveles de las jerarquías biológicas, nuestro taller ofrece un panorama singularmente completo de la diversidad de los procesos evolutivos, usando como modelo las angiospermas mexicanas y las bacterias. Además de examinar un rango extremadamente amplio de niveles jerárquicos de relaciones, nuestro taller se enfoca en los procesos evolutivos en un intervalo muy amplio de la organización biológica, desde el nivel molecular hasta las interacciones interespecíficas. A nivel molecular, enfatizamos el intercambio entre la evolución molecular y la selección natural operando al nivel poblacional. A nivel poblacional, la distribución y destino de la variabilidad genética es considerada como determinante no sólo de la capacidad de una población para reaccionar a retos ambientales en el corto plazo, sino también su persistencia o extinción en el tiempo geológico. Dado que la especiación sucede al nivel poblacional, un entendimiento sólido de la dinámica de los procesos poblacionales es una parte clave de lo que pretendemos impartir en este taller. Nuestro taller enfatiza el uso del contexto filogenético para investigar procesos que ocurren en la escala genealógica. A nivel interespecífico, podemos estudiar la adaptación morfológica, por ejemplo, la relación entre la estructura de los tallos y su función en el soporte mecánico y la conducción en clados de plantas mexicanas que contienen pocas especies, pero que abarcan una extraordinaria diversidad morfológica. Por otra parte, podemos estudiar el papel de la transferencia horizontal como mecanismo de adquisición de caracteres que le confieren una ventaja adaptativa a nivel metabólico a diferentes grupos bacterianos. A escalas mayores, la distribución de especies en la superficie de la tierra está asociada con parámetros ambientales como temperaturas máximas y mínimas, disponibilidad de agua, etc. Las bacterias al igual que los eucariontes siguen las mismas reglas de distribución y abundancia, existiendo algunas que migran mucho y otras endémicas. Usando algoritmos genéticos, pretendemos identificar cuáles parámetros ambientales están asociados con cuáles caracteres morfológicos o con genes de función (por ejemplo, arborescencia en monocotiledóneas, o la distribución de fijadoras de nitrógeno en el mar) y someter a prueba estas hipótesis en varios clados de plantas y bacterias distribuidas en diversas zonas geográficas que van desde diferentes regiones hasta diferentes continentes. Finalmente, nuestro taller dará a los integrantes la oportunidad de participar en investigaciones a escalas mayores de la divergencia evolutiva entre las angiospermas y de las bacterias. Revisaremos sus esquemas filogenéticos enfatizando los caracteres morfológicos y metabólicos distintivos de los clados mayores, su diversidad a nivel mundial y su historia natural. Ofreceremos la posibilidad de investigar, haciendo uso de métodos apenas en desarrollo, la distribución y abundancia de clados de angiospermas en la flora de México y de las bacterias en el mar. Integraremos técnicas moleculares recién desarrolladas, con los últimos hallazgos de la paleontología y en genómica, para contestar preguntas clave acerca de las diversificaciones mexicanas más importantes. Por ejemplo, la radiación del género Bursera en los hábitats tropicales secos del país es sin duda una de las diversificaciones más sobresalientes del trópico seco en el mundo. ¿Cuándo ocurrió esta radiación? ¿Qué podemos infererir acerca de las tasas de evolución molecular y morfológica en Bursera? ¿Cómo se compara con otras grandes diversificaciones en el mundo? Objetivos Objetivos Generales: i) Proporcionar a los estudiantes una visión de los enfoques evolutivos en la genética, sistemática y ecología, enfatizando sus métodos, alcances, perspectivas y aplicaciones. ii) Brindar una formación a los estudiantes dentro de un riguroso marco científico formal, enfatizando los aspectos teóricos, cuantitativos y estadísticos, pero sin olvidar la biología organísmica y la historia natural. iii) Fomentar en los estudiantes una constante disciplina de trabajo, reforzando en ellos la necesidad de una actitud propositiva y crítica. iv) Asesorar y apoyar a los estudiantes en el desarrollo exitoso de su tesis de licenciatura y el inicio de su carrera profesional. Objetivos Particulares Nivel 3: 1) Involucrar activamente al estudiante en la investigación de temas particulares, con base en un sistema de rotación en los laboratorios de los profesores, bajo un sistema de asesoría personalizada. 2) Asesorar al estudiante en la identificación de enfoques y niveles de estudio que formarán su tesis profesional, así como en la estructuración de su proyecto de investigación. Plan de trabajo y temario En el nivel 3 del taller habrá un aumento en el desempeño empírico de los estudiantes, quienes, con la asesoría de los diferentes profesores y con base en los conocimientos adquiridos, aplicarán los métodos y técnicas en la investigación de temas particulares, identificarán temas y niveles de estudio para el desarrollo de su tesis de licenciatura, e iniciarán la investigación de estos temas, incluyendo salidas de campo, por ejemplo a las estaciones de investigación del Instituto de Biología (Los Tuxtlas, Veracruz y Chamela, Jalisco), o a áreas naturales protegidas, como Metztitlán, Hidalgo y Cuatro Ciénegas, Coahuila. Temario: NIVEL 3 En este nivel los alumnos se dedicarán al trabajo directo con los diferentes profesores en aplicaciones de los conocimientos teóricos y prácticos obtenidos, y en la exploración inicial y propuesta de temas de tesis. Los estudiantes identificarán y realizarán actividades en los diferentes laboratorios con profesores cuya especialidad podría ser un tema de tesis, y quien podría fungir como director de tesis. Al final del semestre, los estudiantes presentarán ante el pleno del taller los proyectos elegidos, incluyendo los objetivos e hipótesis explícitos. Criterios para la evaluación En el Nivel 3 los estudiantes estarán mayoritariamente dedicados a identificar y desarrollar proyectos de investigación, por lo que la evaluación estará basada en el desempeño de cada estudiante en la adquisición de conocimientos, proposición del tema de investigación, trabajo realizado en el campo y/o laboratorio y en particular, la relevancia de sus objetivos y el fundamento teórico y conceptual de sus hipótesis. De manera importante se tomará en cuenta la seriedad y dedicación de cada estudiante a su respectivo tema de investigación. En este nivel, la evaluación de cada estudiante será determinada por él o los profesor con los que trabaje este semestre, después de una discusión con el pleno del profesorado del taller. Especialmente se tomará en cuenta su participación propositiva y crítica. El 100% de estas actividades será directamente la calificación, de 0 a 10. Para redondear, si tienen más de X.51, se sube a la calificación superior (i.e., si tienen 6.51, se apunta en el acta 7, si tienen 6.5, se queda en 6). Bibliografía Básica Avise J.C. 2000. Phylogeography. The history and formation of species. Harvard University press. Cambridge Massachusetts. 447 págs. Revisión actualizada de diferentes aspectos de evolución a nivel poblaciones, principalmente usando mitocondria en animales.. Felsenstein, J. 2004. Inferring phylogenies. First Edition. Sinauer Associates, Inc. Sunderland, Massachusetts. Una visión integrativa sobre diferentes aspectos de la estimación filogenética. Gillespie, J.H. 1998. Population genetics. A consice guide. The John Hopkins University Press. Baltimore. 174. Un texto compacto y actualizado. Graur, D. y W.-H. Li. 2000. Fundamentals of molecular evolution. Second edition. Sinauer Associates, Suderland, Mass. 481 pags. La nueva edición de un texto clásico de evolución molecular. Hartl D.L. y A. G. Clark. 1997 Principles of population genetics, 3rd edition, Sinauer, Sunderland, Mass. 542 págs. La tercera edición es una versión simplificada, y ligeramente actualizada de la segunda, que es la que recomendamos por su mayor detalle. Hedrick, P.W. 2000. Genetics of populations. Second edition. Jones and Bartlett publishers.Sudbury, Massachusetts. 553 pags. Exclente texto general de genética evolutiva, con énfasis en las estimaciones empíricas y en la intrepretación de los datos. Hilborn, R. y M. Mangel. 1997. The ecological detective. Confronting models with data. Princeton University press, Princeton, New Jersey. 315págs. Una introducción al método ecológico. Hillis, D.M., D. Moritz and B.K. Mable (eds.) 1996. Molecular systematics. 2nd edition. Sinauer, Suderland Massachusetts. Buen texto con énfasis en la parte empírica de algunos de los temas que toca este taller (estimación frecuencias alélicas, métodos moleculares, reloj molecular, reconstrucción filogenética). Judd, W.S., C.S. Campbell, E.A. Kellogg, P.F. Stevens and M.J. Donoghue. 2002. Plant Systematics - A phylogenetic approach. Second Edition. Sinauer Associates, Inc. Sunderland, Massachusetts. Presenta un panorama de los grupos filogenéticos vegetales, con información de caracteres morfológicos. Lewin, B. A. 1997.Genes VI. Oxford University Press E.E.U.U. El texto clásico de genética molecular. Li, W. H. 1997. Molecular evolution Sinauer, Sunderland, Massachusetts. 487 pags. Excelente texto avanzado de evolución molecular. Mayr, E. 1982. The growth of biological thought. Harvard University Press, Cambridge. Neidhardt, F. C., R. Curtiss, J. L. Ingraham, E. C. C. Lin, K. B. Low, B. Magasanik, W. Reznikoff, M. Riley, M. Schaechter y H. E. Umbarger. 1996. Escherichia coli and Salmonella typhimurium: Cellular and Molecular Biology. (2nd edition). E.E.U.U. ASM Press. La “biblia” para el estudio de E. coli. Nei, M. y S. Kumar. 2000. Molecular evolution and phylogenetics. Oxford University press, Oxford, UK. 333 págs. Texto actualizado, con énfasis en el análsis de datos. Page R.D.M. y E. C. Holmes. 1998. Molecular evolution: A phylogenetic approach. Blackwell, Oxford. 346 pags. Un buen texto de evolución molecular. Schlichting, C. D. y M. Pigliucci. 1998. Phenotypic evolution: a reaction norm perspective. Sinauer, Sunderland, Mass. Silvertown, J. M. Franco and J.L. Harper, eds. 1997. Plant life histories. Ecology, phylogeny and evolution. Cambridge University press, Cambridge, UK. 313 págs. Una excelente coleccion de artículos sobre ecología evolutiva de plantas. Soltis, D.E., P.S. Soltis and J.J. Doyle. 1998. Molecular systematics of plants II. DNA sequencing. Kluwer Academic Publishers. Boston, Massachusetts. Una compilación de artículos por autoridades en diferentes aspectos de la evolución molecular y la inferencia filogenética, enfocado a plantas. Vogel, S. 2003 Comparative Biomechanics: Life's Physical World. Princeton University Press, Princeton, N.J.