BIOLOGÍA EVOLUTIVA

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)

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)

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.

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.

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.

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.

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

GENÉTICA EVOLUTIVA (8 h)

  P1, P2, P3 y P4. Simulación de procesos evolutivos (Gabinete: 2+2+2+2 h)

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

  P5. Evolución de virus (Gabinete: 2 h)

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

SELECCIÓN NATURAL Y ADAPTACIÓN (11 h)

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

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

EVOLUCIÓN Y DIVERSIDAD BIOLÓGICA (19 h).

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

  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).

Actividades complementarias en Biología Evolutiva (6 h).

TEXTOS DISPONIBLES EN LA BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Baquero, F.; Nombela, C.; Gassell, G.H.; Gutierrez-Fuentes, J.A. Eds (2008). Evolutionary Biology of Bacterial and Fungal Pathogens. ASM Press.

Barton N.H.; Briggs D.E.G.; Eisen J.A., Goldstein D.B. y Patel N.H. 2007. Evolution. Cold Spring Harbor.

Caballero Rúa, A (2017). Genética cuantitativa. Editorial Síntesis.

Dobzhansky, T.; Ayala, F.; Stebbins, G.L. y Valentine, J. 1993. Evolución. Editorial Omega.

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

Falconer D. S. y Mackay T. F. C. (2000). Introducción a la Genética Cuantitativa. Ed. Acribia.

Fontdevila, A. y Moya, A. (1999). Introducción a la Genética de Poblaciones. Editorial Síntesis.

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

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

Freeman, S. y Herron, J. 2002. Análisis evolutivo. Prentice Hall.

Futuyma D. J. 2005. Evolution. Sinauer Associates, Inc. Grant, P. R. y Grant, R. 2008. How and Why Species Multiply. Princeton University Press.

Hartl D.L. and Clark A.G. 2007. Principles of Population Genetics. Sinauer Associates.

Maddison, D. R. and K.-S. Schulz (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, Quentin D. & Meier, Rudolf 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, Laura A. & Bhattacharya, Debashish (2008). Genomics and evolution of microbial eukaryotes. Oxford Biology. Oxford University Press.

Rose, M. R. y Lauder, G. V (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.