Biología (plan 1997) 2024-1

Quinto Semestre, Taller Nivel 1

TALLER:

SISTEMÁTICA MOLECULAR,

FILOGEOGRAFIA Y GENÉTICA DE LA CONSERVACIÓN DE VERTEBRADOS Y PLANTAS

INSTITUCIÓN RESPONSABLE:

Museo de Zoología

Departamento de Biología Evolutiva

Facultad de Ciencias, UNAM

Apartado Postal 70-399

México DF 04510

RESPONSABLE DEL TALLER:

Dra. Blanca Estela Hernández Baños (behb@ciencias.unam.mx) Profesor Titular C TC

Horario: Viernes de 9:30 a 11

Dr. Luis Enrique Eguiarte Fruns. Investigador Titular C TC (fruns@servidor.unam.mx), Instituto de Ecología, UNAM.

Dra. Valeria Souza Saldivar, Investigadora Titular C TC

Dra. Rosalinda Tapia López. Técnico Académica Titular C (tapia@ecologia.unam.mx), Instituto de Ecología

Dra. Luz Estela Zamudio Beltrán (zbluzetuky@gmail.com), Postdoctorado. Facultad de Ciencias, UNAM

M. en C. Alma Melisa Vázquez López, (almamelisa@ciencias.unam.mx), Estudiante de Doctorado, Facultad de Ciencias, UNAM.

INTRODUCCIÓN

La Sistemática Molecular o filogenia molecular es el estudio de las relaciones evolutivas que existen entre los organismos utilizando marcadores moleculares. Los estudios de sistemática molecular comienzan a principios de siglo, cuando Nuttal (1904) utilizó estudios inmunológicos para inferir filogenias entre varios grupos de animales. Durante los años 30`s, 40`s y 50`s Zimmerman (botánico) y Hennig (zoólogo) definieron una serie de métodos objetivos para la reconstrucción de la historia evolutiva de los organismos basada en atributos compartidos y en donde se podía incluir a los fósiles. En los últimos 30 años ha habido grandes avances tecnológicos y científicos con los cuales el estudio de la filogenia molecular se ha beneficiado. En algunos grupos de animales y plantas el estudio reciente de sus relaciones utilizando marcadores moleculares ha sido crítico para resolver su sistemática y filogenia, debido principalmente a que con otros caracteres como los morfológicos no había sido posible establecer dichas relaciones, menos aún conocer los límites de especies entre las poblaciones de algunos complejos, en donde, no se observan discontinuidades morfológicas.

Por otro lado, el estudio de la variación geográfica, es decir las diferencias fenotípicas y genotípicas que presentan las poblaciones de una especie en un espacio y tiempo determinados, puede proveer información importante respecto a patrones de adaptación a diferentes hábitats, separación histórica, y aislamiento ecológico. El uso adecuado de marcadores moleculares permite hacer inferencias acerca de la historia de las poblaciones y la distribución geográfica de linajes genealógicos, especialmente dentro de especies con complejos patrones de variación morfológica. Es decir los análisis de variación geográfica entre las poblaciones de una especie a través de la distribución de sus haplotipos de mtDNA, puede proporcionar información sobre procesos históricos y de reestructuración genética que pueden conducir a la especiación. Estos estudios recientes donde se incorporan estudios de genética de poblaciones en un contexto geográfico se denominan de “filogeografía” y recientemente han tenido un auge extraordinario. Entender estos patrones filogeográficos es el primer paso para inferir los procesos evolutivos en las poblaciones naturales.

Conocer cuántas especies existen en nuestro planeta, y en especial en nuestro país, es fundamental ya que se ha incrementado de manera alarmantemente, la tasa de extinción de especies debido principalmente a la alteración de los ecosistemas naturales y la población se ha sensibilizado sobre la tremenda pérdida de la biodiversidad y las graves consecuencias que ello traerá en el futuro. Por lo anterior, tener un marco de referencia adecuado (taxonomía) se vuelve un aspecto fundamental en nuestros días, ya que se ha calculado que se han descrito más de 1.4 millones de especies diferentes (Systematics Agenda 2000, 1994) y que quedan muchas más por describir, debido a lo anterior conocer y establecer sistemas taxonómicos adecuados nos ayudaría a entender y tratar de proponer la preservación y utilización eficiente de la riqueza biológica que poseemos. Información fina de la genética de poblaciones y filogeografía son centrales para el manejo y conservación de estas especies, temas a los que se dedica la genética de la conservación y que vamos a tocar con mucho cuidado en el taller.

OBJETIVOS GENERALES

El objetivo general del taller es la formación de los alumnos en el estudio sobre la sistemática molecular y variación geográfica de aves y/o flora mexicanos bajo un enfoque moderno, en donde puedan utilizar los métodos y técnicas de punta para tratar de generar hipótesis sobre las relaciones de los organismos y generar un marco de referencia taxonómico adecuado para redefinir los grupos en cuestión.

OBJETIVOS PARTICULARES

Que el alumno conozca la diversidad biológica en México de vertebrados y de plantas.

Que el alumno aprenda diversas técnicas de colecta y preservación de las muestras de tejido utilizadas en estudios moleculares y evolutivos, a partir de especimenes obtenidos en el campo y de museos.

Que el alumno aprenda y aplique diversas técnicas para la obtención de datos morfológicos de los grupos en cuestión.

Que el alumno aprenda y aplique diversas técnicas moleculares para la obtención de datos (i. e. secuencias de DNA, microsatélites, ISSR, etc.) de los grupos en cuestión.

Que el alumno conozca diversos métodos de análisis de caracteres moleculares y morfológicos para la generación en estudios evolutivos y filogenéticos de los diferentes grupos de estudio.

Objetivos Nivel I:

El objetivo de este nivel es introducir al alumno en el estudio de los vertebrados, plantas y bacterias por medio de clases, seminarios, discusiones de artículos. Se le enseñará al alumno a bajar secuencias del GenBank para que pueda llevar a cabo análisis de datos moleculares para obtener un árbol de distancia, uno de parsimonia y uno de verisimilitud, lo que le permitirá escribir un ensayo a manera de artículo para presentarlo de un grupo particular y que le interese al alumno. El alumno será evaluado con este trabajo.

Objetivos Nivel II:

En este nivel los alumnos escogerán el grupo que les interese para profundizar en su conocimiento; habiendo escogido un grupo se procederá a la elaboración de un anteproyecto para desarrollarlo y de esa manera diseñar un protocolo de investigación para contestar las preguntas de interés que se hubieren hecho al respecto.

En este nivel el alumno estará asesorado por los especialistas de los diferentes grupos también se empezará a entrenar a los estudiantes sobre las diversas técnicas en el laboratorio.

Objetivos Nivel III:

En este nivel se supervisarán a los estudiantes en el laboratorio para la obtención de datos sobre el grupo/ problema que escogieron y se realizarán análisis preliminares para cumplir con los objetivos planteados en los anteproyectos e iniciar la redacción de los manuscritos en cuestión.

Objetivos Nivel IV:

Durante este semestre los alumnos realizarán los análisis definitivos de sus sub-proyectos y se concluirá la escritura de los documentos finales (tesis, artículos, reportes y/o informes).

EVALUACIÓN GENERAL:

Se evaluará la participación del alumno en las distintas actividades que se tienen planeadas, como son las salidas al campo, el trabajo en la colección, el trabajo de laboratorio, análisis de datos y la redacción de los diferentes documentos. Se incorporará a las calificaciones tareas, lecturas o resúmenes que se hubieren dejado por parte de los profesores.

Evaluación primer nivel

En este nivel se evaluarán las siguientes actividades:

1. Se llevará a cabo la realización de un proyecto pequeño que llevarán a cabo los alumnos con la utilización de secuencias de DNA que bajarán del GenBank con las cuales llevarán a cabo análisis y obtendrán árboles de distancia y máxima verosimilitud lo que les servirán para escribir sus resultados y conclusiones y presentarlas a manera de artículo.

Evaluación segundo nivel

1. Resúmenes y discusión de diferentes artículos especializados.
2. Exposición del anteproyecto del grupo que hubieren elegido al final del semestre (posible anteproyecto de tesis).

Evaluación tercer nivel

1. Resúmenes y discusión de diferentes artículos especializados.
2. Exposición del anteproyecto y datos preliminares del grupo que hubieren elegido al final del semestre (anteproyecto de tesis).

Evaluación cuarto nivel

1. Resúmenes y discusión de diferentes artículos especializados.
2. Exposición del proyecto con análisis finales y el manuscrito del documento final (tesis).