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Grado en Biología

Guía docente de la asignatura

BIOLOGÍA EVOLUTIVA

Curso 2020-2021


Datos básicos de la asignatura
TipoObligatoriaCursoTerceroSemestreAnual
Departamento/s responsable/sBiodiversidad, Ecología y Evolución; Genética, Fisiología y Microbiología
Créditos ECTSCréditos Totales: 12         Teóricos: 6,5         Prácticos: 4,3         Seminarios: 0,6         Tutorías y evaluación: 0,6         
Profesor/es responsable/sNombre y Apellidos: Francisco Javier Cabezas Fuentes
Departamento: Biodiversidad, Ecología y Evolución
Teléfono: 913945045;        Correo electrónico: fcabezas@bio.ucm.es
ProfesoresConsultar la agenda docente
Datos específicos de la asignatura
DescriptorEl programa de la asignatura aborda de forma sistemática el estudio teórico y práctico de la evolución biológica, considerando los mecanismos genéticos responsables del cambio evolutivo y de la variabilidad de poblaciones, la importancia de la selección natural como mecanismo generador de adaptaciones, la inferencia filogenética y sus implicaciones para la clasificación de la biodiversidad, y la documentación de los principales procesos de cambio a lo largo de la historia de la vida.
RequisitosNinguno
RecomendacionesSe recomienda haber cursado y superado las asignaturas del módulo fundamental de los cursos previos.
Competencias
Competencias transversales y genéricas

Competencias genéricas:

Reconocer y valorar los mecanismos y estructuras de funcionamiento de los organismos y sistemas biológicos, así como su historia evolutiva.(CG1)

Reconocer la importancia de la Biología evolutiva en diversos contextos y relacionarla con otras áreas de conocimiento. (CG2)

Expresar rigurosamente los conocimientos evolutivos adquiridos de modo que sean bien comprendidos en el ámbito docente y/o especializado. (CG4)

Explicar y analizar los fenómenos esenciales relacionados con conceptos, principios y teorías de la Biología evolutiva.

Analizar y resolver problemas cualitativos y cuantitativos en el área de la Biología evolutiva. (CG6)

Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información biológica en el marco de la evolución. (CG8)

Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas en términos de su significado y de los modelos explicativos que lo apoyan.(CG12)

Desarrollar buenas prácticas científicas de observación, medida y experimentación. (CG13)

Competencias transversales:

Elaborar y redactar informes de carácter científico. (CT1)

Demostrar razonamiento crítico y autocrítico. (CT2)

Gestionar información científica de calidad, bibliografía, bases de datos especializadas y recursos accesibles a través de Internet. (CT4)

Utilizar las herramientas y los programas informáticos que facilitan el tratamiento de los resultados experimentales. (CT7)

Defender los puntos de vista personales apoyándose en conocimientos científicos. (CT9)

Integrar creativamente conocimientos y aplicarlos a la resolución de problemas biológicos utilizando el método científico. (CT10)

Competencias específicas

El estudiante adquirirá las siguientes competencias específicas:

Analizar, identificar y clasificar los organismos vivos, así como sus restos y señales de su actividad en el contexto de la descendencia con modificación de linajes distintos a partir de ancestros comunes.

Realizar análisis filogenéticos y de biogeografía evolutiva. (CE18)

Organizar y gestionar espacios naturales protegidos, parques zoológicos, jardines botánicos y museos de Ciencias Naturales desde una óptica evolutiva. (CE14)

Adquirir la capacidad para la enseñanza y difusión de la Biología evolutiva en todos los grados educativos y sectores de población. (CE20)

Objetivos
Objetivos

Adquisición de conocimientos básicos sobre la evolución biológica: la base genética de la evolución, los procesos de adaptación y selección natural, las relaciones de parentesco filogenético entre los grupos de seres vivos y la historia de la diversidad biológica a lo largo del tiempo.

La Biología evolutiva se presenta, por tanto, como una disciplina de integración de procesos biológicos y un relato de su concreción a lo largo de la historia de la vida.

Adquisición de conocimientos básicos sobre la evolución biológica: la base genética de la evolución, los procesos de adaptación y selección natural, las relaciones de parentesco filogenético entre los grupos de seres vivos y la historia de la diversidad biológica a lo largo del tiempo.

La Biología evolutiva se presenta, por tanto, como una disciplina de integración de procesos biológicos y un relato de su concreción a lo largo de la historia de la vida.

 

 

Metodología
Descripción

Las clases teóricas se estructurarán sobre la base de la clase magistral.

El trabajo autónomo a desarrollar por los alumnos será coordinado por el profesor quién asesorará sobre los objetivos, metodología, bibliografía y otros aspectos de interés.

En las clases prácticas desarrolladas en el laboratorio, el profesor planteará de forma inicial el contenido de la actividad, resolverá dudas y dirigirá la realización de las prácticas.

En los seminarios y tutorías colectivas se tratarán temas específicos y complementarios a las clases teóricas. Eventualmente se podrán exponer en ellos los trabajos autónomos desarrollados por los estudiantes.

Las clases teóricas se estructurarán sobre la base de la clase magistral.

El trabajo autónomo a desarrollar por los alumnos será coordinado por el profesor quién asesorará sobre los objetivos, metodología, bibliografía y otros aspectos de interés.

En las clases prácticas desarrolladas en el laboratorio, el profesor planteará de forma inicial el contenido de la actividad, resolverá dudas y dirigirá la realización de las prácticas.

En los seminarios y tutorías colectivas se tratarán temas específicos y complementarios a las clases teóricas. Eventualmente se podrán exponer en ellos los trabajos autónomos desarrollados por los estudiantes.

 

 

Distribución de actividades docentes
ActividadHoras% respecto presencialidad
Clases teóricas
6554
Clases prácticas
43 (38 laboratorio + 5 campo)36
Exposiciones y/o seminarios
Horas)
65
Tutoria
32,5
Evaluación
32,5
Trabajo presencial
12040
Trabajo autónomo
18060
Total
300
Bloques temáticos

Introducción: Historia de las ideas evolutivas.

Genética evolutiva.

Origen de la vida, evolución celular y evolución de genomas.

Adaptación y selección natural.

Evolución y diversidad biológica.

Paleobiología y macroevolución.

Evaluación
Criterios aplicables

La calificación final del alumno será el compendio de la labor realizada durante el curso en las actividades programadas.

Se atenderá a los siguientes criterios:

Contenidos teóricos: representarán el 65% de la nota global de la asignatura y se evaluarán por medio de pruebas orales y/o escritas.

Contenidos prácticos: representarán el 30% de la nota global de la asignatura, son obligatorios, y se evaluarán por medio de pruebas orales y/o escritas.

Contenidos de seminarios y/o tutorías colectivas: representarán el 5% de la nota global de la asignatura y se evaluarán por medio de pruebas orales y/o escritas.

Observaciones: será imprescindible aprobar la teoría y las prácticas por separado para aprobar la asignatura.

Organización semestral
Organización semestralConsultar la agenda docente
Temario
Programa teórico

INTRODUCCIÓN (1 hora)

1.- Historia de las ideas evolutivas. Las ideas evolutivas antes de Darwin. Darwin y “El origen de las especies”. La síntesis neodarwinista. Evidencias de la evolución.

GENÉTICA EVOLUTIVA (22 horas)

2.- La base genética de la evolución. Descripción de la variabilidad genética molecular en poblaciones naturales. Descripción de la variación genética cuantitativa: la eficacia biológica y sus componentes.

3.- Causas de cambio genético en poblaciones naturales. La mutación como fuente de variabilidad genética. El azar en el contexto evolutivo: deriva genética. La migracin como mecanismo de cohesión en metapoblaciones. La selección natural como motor de la adaptación y mecanismo depurador. Equilibrio entre las fuerzas evolutivas.

ORIGEN DE LA VIDA, EVOLUCIÓN CELULAR Y EVOLUCIÓN DE GENOMAS (11 horas)

4.- Evolución prebiótica. Hipótesis sobre el origen de la vida. Mundos de ARN y de hierro-sulfuro. Transición al mundo ADN-ARN-Proteína. Encapsulación de la maquinaria bioquímica y replicativa.

5.- Origen y evolución celular. Poblaciones ancestrales. Evolución procariota y eucariota. Endosimbiosis secuencial y evolución de orgánulos. Evolución viral.

6.- El árbol de la vida. Organización de los seres vivos. Hipótesis del ancestro universal. Los tres dominios. Filogenias procariotas y eucariotas. Hipótesis sobre el origen de la multicelularidad. Grupos basales.

7.Evolución de genomas. Tamaño de genomas. Elementos móviles. Duplicaciones: genes, segmentos cromosómicos y genomas.

8.- Biología evolutiva del desarrollo (Evo-devo). Heterocronía. Papel del desarrollo y de los genes que lo regulan en la evolución. Genes Hox y evolución morfológica.

SELECCIÓN NATURAL Y ADAPTACIÓN (11 horas)

9.Niveles de selección. Interactores y replicadores. Selección de parentesco y de grupo. Selección multinivel.

10.Origen y evolución del sexo. Selección sexual. El doble coste del sexo. Evolución de la razón de sexos. Selección sexual. Evolución de los ornamentos sexuales: selección desbocada, teoría del hándicap, sesgos sensoriales.

11.Restricciones al cambio adaptativo. Restricciones genéticas y ontogenéticas al cambio adaptativo. Restricciones históricas. Preadaptación y exaptación.

12.Ajuste fenotípico al ambiente. Implicaciones evolutivas de la modulación ambiental del desarrollo. Plasticidad fenotípica. Efectos epigenéticos.

EVOLUCIÓN Y DIVERSIDAD BIOLÓGICA (10 horas)

13.El concepto de especie. Especiación. Concepto fenético, biológico, de reconocimiento, ecológico y cladista.

14. Especiación. Evolución del aislamiento pre- y postcigótico en alopatría. Modelo de Dobzhansky-Müller. Regla de Haldane. Refuerzo. Especiación parapátrida y simpátrida. Especiación por hibridación y poliploidía.

15. Tipos de caracteres. Homología vs. homoplasia. Homologías ancestrales y derivadas. Inferencia de la polaridad de un carácter. Reconstrucción filogenética.

16.Taxonomía y sistemática. Principios de clasificación fenético y filogenético. Escuelas sistemáticas: fenética, evolutiva y cladística o filogenética.

17.Biogeografía evolutiva. Evidencia biogeográfica de la evolución. Dispersión. Intercambios faunísticos. Vicarianza. Filogeografía.

PALEOBIOLOGÍA Y MACROEVOLUCIÓN (10 horas)

18.Coevolución. Coadaptación. Interacciones planta animal. Carreras de armamentos evolutivas. Hipótesis de la Reina Roja.

19.El registro fósil. Gradualismo y puntuacionismo: evidencias paleontológicas. Tasas de cambio evolutivo.

20.- Historia de la biodiversidad. Tasas de especiación y extinción. Extinción de fondo y extinción en masa.

21.- Historia de la vida. El Paleozoico. El Mesozoico. El Cenozoico. Cambios climáticos y los comienzos de la historia humana. Los Homínidos y la emergencia del Homo sapiens

Programa práctico

GENÉTICA EVOLUTIVA (8 h)

  P1. Simulación de procesos evolutivos: Evolución adaptativa por Selección Natural (Woozleología). (Gabinete: 2h)

  P2. Simulación de procesos evolutivos: Deriva genética en poblaciones de tamaño 2. (Gabinete: 2h)

  P3. Simulación de procesos evolutivos: Selección sobre un locus. (Gabinete: 2h)

  P4. Simulación de procesos evolutivos: Selección dependiente de frecuencia (teoría de juegos). (Gabinete: 2h)

ORIGEN DE LA VIDA, EVOLUCIÓN CELULAR Y EVOLUCIÓN DE GENOMAS (5 h)

  P5. Evolución de virus (Gabinete: 2h)

  P6. Evolución del metabolismo (Gabinete: 3h).

SELECCIÓN NATURAL Y ADAPTACIÓN (11 h)

  P7. Selección natural: ejemplo práctico (Gabinete: 2 + 2h).

  P8. Plasticidad fenotípica (CAMPO: 5h; Gabinete: 2h).

EVOLUCIÓN Y DIVERSIDAD BIOLÓGICA (19 h).

  P9. Principios básicos de cladística (Gabinete: 3 +3h).

  P10. El método comparado en biología evolutiva (Gabinete: 2 + 2 h).

  P11. Filogenia de un grupo modelo (Gabinete: 3 h).

  P12. Radiación evolutiva de un grupo modelo (Gabinete: 2 + 2 + 2 h).

Seminarios

Actividades complementarias en Biología Evolutiva (6 h).

Bibliografía

TEXTOS DISPONIBLES EN LA BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Baquero F, Nombela C, Gassell GH, Gutierrez-Fuentes JA (eds.). 2008. Evolutionary Biology of Bacterial and Fungal Pathogens. ASM Press.

Barton NH, Briggs DEG, Eisen JA, Goldstein DB & Patel NH. 2007. Evolution. Cold Spring Harbor.

Caballero Rúa A. 2017. Genética cuantitativa. Editorial Síntesis.

Dobzhansky T, Ayala F, Stebbins GL & Valentine J. 1993. Evolución. Editorial Omega.

Eldredge N. 1989. Macroevolutionary dynamics. McGraw-Hill.

Falconer DS & Mackay TFC. 2000. Introducción a la Genética Cuantitativa. Editorial Acribia.

Fontdevila A & Moya A. 1999. Introducción a la Genética de Poblaciones. Editorial Síntesis.

Fontdevilla A & Moya A. 2003. Evolución: origen, adaptación y divergencia de las especies. Editorial Síntesis.

Forey H, Kitching S & Williams S. 1992. Cladistics: a practical course in systematics. The Systematics Association Publication No. 10, Oxford Science Publications, Clarendon Press.

Freeman S. & Herron J. 2002. Análisis evolutivo. Prentice Hall.

Futuyma DJ. 2005. Evolution. Sinauer Associates, Inc.

Grant PR & Grant R. 2008. How and Why Species Multiply. Princeton University Press.

Hartl DL & Clark AG. 2007. Principles of Population Genetics. Sinauer Associates.

Maddison DR and Schulz KS (eds.). 2007. The Tree of Life Web. Project. Internet address: http://tolweb.org

Ridley M. 2003. Evolution. Blackwell, London. Roff, D.A. 1992. The Evolution of Life Histories. Chapman & Hall, Londres.

Soler M (ed.). 2002. Evolución. La base de la biología. Granada: Proyecto Sur.

Weiner J. 2002. El pico del pinzón: una historia de la evolución en nuestros días. Galaxia Gutenberg.

Wheeler QD & Meier R (eds.). 2000. Species Concept and Phylogenetic Theory.  A debate. Columbia University Press. 

TEXTOS NO DISPONIBLES EN LA BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Katz LA & Bhattacharya D. 2008. Genomics and evolution of microbial eukaryotes. Oxford Biology. Oxford University Press.

Rose MR & Lauder GV (eds.). 1996. Adaptation. Academic Press, San Diego.

Roberts D.McL, Sharp P, Alderson G & Collins M (eds.). 1996. Evolution of Microbial Life. Symposium 54. Society for General Microbiology.

Sapp J. (ed.). 2005. Microbial Phylogeny and Evolution. Concepts and Controversies. Oxford University Press.



Adenda por EMERGENCIA SANITARIA COVID19 a la Guía Docente de la asignatura BIOLOGÍA EVOLUTIVA (Curso Académico 2020-2021)
Nota aclaratoria: Esta adenda a la Guía docente recoge las adaptaciones necesarias para poder atender la docencia en caso de que las condiciones sanitarias no permitan un escenario totalmente presencial. Como consecuencia de la situación sanitaria provocada por la COVID-19, el marco de docencia para el curso 2020-21 aprobado por el Consejo de Gobierno de la UCM y refrendado por la Facultad de Ciencias Biológicas, establece como planteamiento general un modelo mixto (semipresencial). Se trata de un marco transitorio mientras estén vigentes las condiciones sanitarias excepcionales, que incorpora escenarios de docencia que combina actividades presenciales y a distancia, que incluyen tanto entornos físicos como virtuales que permitan la interacción entre docentes y estudiantes a través de actividades tanto síncronas como asíncronas. No se descarta, no obstante, que ante un agravamiento de las condiciones sanitarias (confinamiento general o de grupos de estudiantes concretos) fuese necesario pasar a un escenario con toda la docencia a distancia.

METODOLOGÍA

Docencia semipresencial:


Clases teóricas: Se impartirán mediante videoconferencia a través de Blackboard Collaborate o plataformas alternativas (Google Meet, Zoom…) de forma tanto síncrona como asíncrona, según el criterio del profesor, y/o a través de otras herramientas del Campus Virtual. En el caso de las videoconferencias síncronas se respetarán los horarios planificados previamente. Además, el estudiante dispondrá de recursos de apoyo (audiovisuales, artículos de lectura, presentaciones de las clases…) a través del Campus Virtual de la asignatura. También se podrán grabar las clases, para ponerlas a disposición de los estudiantes, según el criterio del profesor.

Seminarios: Se realizarán de forma síncrona a través de la plataforma Blackboard Collaborate (o plataformas alternativas: Google Meet, Zoom…) y/o a través de otras herramientas del Campus Virtual. Se planteará la resolución de ejercicios prácticos, presentación de trabajos…

Prácticas: Sólo aquellas actividades que requieran equipamiento, materiales y/o contenidos que no puedan ser sustituidos por actividades en remoto, se llevarán a cabo de forma presencial. El resto de las prácticas se realizarán a través del Campus Virtual de la asignatura mediante recursos interactivos, contenidos multimedia, material audiovisual, aplicaciones, según se indica a continuación:


Aquellas sesiones prácticas que no sean presenciales se impartirán en remoto a través del Campus Virtual de manera síncrona (plataforma Blackboard Collaborate o alternativas -Google Meet, Zoom) y/o otras herramientas del Campus Virtual. Las sesiones consistirán en la resolución de ejercicios prácticos de manera individual.

Tutorías: Tendrán lugar preferentemente de forma no presencial. En ambos escenarios la comunicación con los estudiantes tendrá lugar por varias vías: (1) a través del correo electrónico y (2) mediante sesiones síncronas a través de la plataforma existente en el Campus Virtual,
previamente acordadas con los estudiantes interesados. El horario de las tutorías será el mismo que el establecido en el escenario presencial.

EVALUACIÓN

La calificación final del alumno será el compendio de la labor realizada durante el curso en las actividades programadas.

Se atenderá a los siguientes criterios:
Contenidos teóricos: representarán el 65% de la nota global de la asignatura y se evaluarán por medio de pruebas orales y/o escritas.
Contenidos prácticos: representarán el 30% de la nota global de la asignatura, son obligatorios, y se evaluarán por medio de pruebas orales y/o escritas.
Contenidos de seminarios y/o tutorías colectivas: representarán el 5% de la nota global de la asignatura y se evaluarán por medio de pruebas orales y/o escritas.


Observaciones:
Será imprescindible aprobar la teoría y las prácticas por separado para aprobar la asignatura.

Estos criterios de evaluación se mantienen independientemente del escenario sanitario en el que se desarrolle la docencia. No obstante, se ajustarán las herramientas de evaluación en función de la situación sanitaria:


1. Escenario de docencia semipresencial: La evaluación se desarrollará de forma preferentemente presencial, siempre y cuando la situación sanitaria lo permita. No obstante lo anterior, se establecerán actividades de evaluación continua (el desarrollo de casos prácticos, supuestos, cuestionarios…) que complementarán la nota y faciliten la evaluación en caso de no poder realizarse la misma de modo presencial.
En el caso de que la evaluación de teoría, seminarios y prácticas, tanto de la convocatoria ordinaria como de la extraordinaria no se pueda realizar de manera presencial, se llevará a cabo mediante las herramientas implementadas en el campus virtual (cuestionarios, entrega de tareas programadas, etc.).


2. Docencia completamente a distancia:
Los criterios de evaluación en un escenario totalmente virtual serán los mismos ya expuestos.
Para la realización de las pruebas se utilizarán las herramientas empleadas a tal efecto en el campus virtual (cuestionarios, entregas programadas de tareas, etc.).

La identificación de los estudiantes durante la realización de las pruebas incluye la autenticación mediante el correo electrónico institucional (cuenta de usuario y contraseña) para acceder al Campus Virtual. También se podrá recurrir a la identificación mediante el uso de imágenes (videollamadas de Blackboard Collaborate, Google Meet o similar) o incluso el requerimiento de documento identificativo.


La revisión de exámenes se realizará preferentemente de modo no presencial mediante sesiones sincrónicas previamente acordadas con el interesado (Blackboard Collaborate, Google Meet o similar).