Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Genética de poblaciones y evolución Código 610G02021
Titulación
Grao en Bioloxía
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Tercero Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Gallego
Inglés
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Bioloxía
Coordinador/a
Naveira Fachal, Horacio
Correo electrónico
horacio.naveira.fachal@udc.es
Profesorado
Beade Toubes, Elena
Mallo Seijas, Natalia
Naveira Fachal, Horacio
Vila Sanjurjo, Antón
Correo electrónico
e.beade@udc.es
natalia.mallo@udc.es
horacio.naveira.fachal@udc.es
anton.vila@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.gal/course/view.php?id=14087
Descripción general Curso de introdución á Xenética de Poboacións e a Evolución, no que se presentan e discuten as distintas forzas que actúan sobre as frecuencias xénicas nas poboacións, as relacións entre xenotipos e ambientes que dan forma aos fenotipos, e os patróns de evolución das poboacións e especies.

Competencias del título
Código Competencias del título
A7 Reconstruir las relaciones filogenéticas entre unidades operacionales y poner a prueba hipótesis evolutivas.
A12 Manipular material genético, realizar análisis genéticos y llevar a cabo asesoramiento genético.
A18 Llevar a cabo estudios de producción y mejora animal y vegetal.
A21 Diseñar modelos de procesos biológicos.
A24 Gestionar, conservar y restaurar poblaciones y ecosistemas.
A27 Dirigir, redactar y ejecutar proyectos en Biología.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamiento crítico, lógico y creativo.
B4 Trabajar de forma autónoma con iniciativa.
B5 Trabajar en colaboración.
B6 Organizar y planificar el trabajo.
B7 Comunicarse de manera efectiva en un entorno de trabajo.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Capacidad de interpretar y analizar los problemas biológicos, así como la propia naturaleza humana, desde una perspectiva evolutiva A7
A12
A18
A21
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
Elección de las técnicas y métodos más adecuados para abordar el estudio de un determinado problema evolutivo A7
A12
A18
A24
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
Empleo de la información genética para gestionar, conservar y restaurar poblaciones A7
A12
A18
A21
A24
A27
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7

Contenidos
Tema Subtema
PANORÁMICA GENERAL DE LA BIOLOGÍA EVOLUTIVA Breve historia de la biología evolutiva. Genética de poblaciones. Genética evolutiva molecular. Biología evolutiva del desarrollo (evo-devo). Genómica evolutiva. Las bases de datos del "National Center for Biotechnology Infromation" (NCBI-USA). Navegadores de genomas (NCBI, UCSC, Ensembl). Proyectos de caracterización de la variación genética en la especie humana.
MACROEVOLUCIÓN Evolución por encima del nivel de especie. Cronología de la vida en la Tierra. Utilización de las filogenias para reconstruir el pasado profundo. Diversificación de los eucariotas. El concepto de especie en paleontología. Patrones de macroevolución. Extinciones masivas. Diferencias entre clados en la diversidad de especies. La evolución de las estructuras biológicas complejas a través del registro fósil.
LA CONSTRUCCIÓN DE MÓDULOS EVOLUTIVOS Proteínas promiscuas; máquinas moleculares; evolución modular de las proteínas. Oportunismo evolutivo. Kits de construcción bioquímica. Adaptaciones, exaptaciones y enjutas. Evo-devo. Evolución retrógrada e intercalar. Duplicaciones de genes. Reclutamiento. Transmisión horizontal. Grupos de ligamiento. Efecto aleatorizante de la recombinación. Coadaptación genética. Supergenes.
FILOGENIAS MOLECULARES Cladogramas y filogramas. Teoría de la coalescencia. Taxones monofiléticos, parafiléticos y polifiléticos. Árboles de genes y árboles de especies. Métodos de filogenética molecular. El árbol evolutivo humano.
LOS ORÍGENES DE LAS ESPECIES Conceptos de especie. Principales cuestiones relacionadas con la especiación. Barreras reproductivas intrínsecas de aislamiento. Especiación y paisajes adaptativos: la teoría del equilibrio cambiante. Modos de especiación. Radiaciones adaptativas. Rasgos mágicos. Evolución de las incompatibilidades genéticas en híbridos interespecíficos. Reglas generales de especiación y diversificación evolutiva. Evolución filética y cladística en el registro fósil.
GENÉTICA CUANTITATIVA Caracteres continuos, discontinuos y umbrales. Valor reproductivo y valor genotípico de un genotipo. Valor ambiental. Sensibilidad ambiental de un genotipo. Componentes de la varianza fenotípica. Herencia. Estimación del número mínimo de loci subyacentes a un rasgo cuantitativo (QTL). Cartografía de QTLs. Estudios de asociación de todo el genoma (GWAS).
CONSECUENCIAS DE LOS SISTEMAS REPRODUCTIVOS Y TIPOS DE APAREAMIENTO SOBRE LA ORGANIZACIÓN DE LA VARIACIÓN GENÉTICA Mantenimiento de la variación genética en poblaciones con reproducción sexual y apareamiento aleatorio: Ley de Hardy-Weinberg (H-W); desviaciones de las expectativas de H-W. Efectos de la reproducción asexual y del apareamiento no aleatorio sobre las frecuencias de los genotipos: partenogénesis; autofecundación; coeficientes de endogamia y parentesco; sistemas regulares de endogamia; apareamiento clasificado fenotípico. Mezcla genética.
CAMBIOS GENÉTICOS ALEATORIOS EN POBLACIONES DE PEQUEÑO TAMAÑO Muestreo de gametos y senda aleatoria de las frecuencias génicas. Modelo de Wright-Fisher. Dispersión de las frecuencias génicas entre subpoblaciones. Tasa de fijación dentro de las subpoblaciones y los genomas. Tamaño efectivo de la población. Efectos fundadores y cuellos de botella poblacionales. Efecto Wahlund.
MUTACIÓN Y MIGRACIÓN Clases de mutaciones: sustituciones de nucleótidos; inserciones y deficiencias; duplicaciones; reordenamientos cromosómicos. Tasas de mutación. Cambio en la frecuencia de los genes debido a la mutación. El destino de un único mutante. Modelos de mutación en genética molecular de poblaciones. Migración y flujo genético. Cambio en la frecuencia génica debido a la migración; el modelo de la isla. Mutación y migración en poblaciones finitas.
EFECTOS DE LA SELECCIÓN SOBRE LOS FENOTIPOS Y LAS FRECUENCIAS GÉNICAS La selección natural. "Fitness" biológica. Tipos de selección. Selección de rasgos cuantitativos. Medición de la selección multivariante. Respuesta a la selección de caracteres correlacionados. Caso de estudio: base genética de la adaptación a elevada altitud en la especie humana. ¿Genes buenos o genes malos? Modelos básicos de selección haploide y diploide. Polimorfismos mantenidos por coeficientes de selección constantes. Métodos de estimación de la "fitness". Paisajes de "fitness".
POLIMORFISMOS MANTENIDOS POR COEFICIENTES DE SELECCIÓN VARIABLES Variación espacial y temporal de la fitness: ambientes de grano grueso y de grano fino. Selección endocíclica. "Trade-offs" entre componentes de fitness. Pleiotropismo antagónico. Selección dependiente de las frecuencias. Cooperación, altruismo y selección de parentesco ("kin-selection").
ACCIÓN COMBINADA DE LA SELECCIÓN Y OTRAS FUERZAS EVOLUTIVAS. COEFICIENTES DE SELECCIÓN VARIABLES Equilibrio mutación-selección. Lastre genético de las poblaciones. El papel de la recombinación: el trinquete de Muller y la degeneración de los cromosomas Y; efectos Hill-Robertson. Evolución de los cromosomas sexuales. Equilibrio entre selección y flujo génico; clinas génicas. Selección en poblaciones finitas: mutaciones neutras, casi neutras y seleccionadas.
MÁQUINAS DE EVOLUCIÓN Dinámica de Reina Roja. Antagonismos entre especies. Conflictos sexuales. Selección sexual vs selección natural. Conflictos entre progenitores y descendientes. Conflictos intergenómicos: incompatibilidad citoplasmática. Conflictos intragenómicos: elementos genéticos egoístas.
EVOLUCIÓN DE LA DETERMINACIÓN DEL SEXO ¿Qué es el sexo meiótico? Costes y beneficios del sexo. Roles sexuales, conflictos sexuales y selección sexual. Diversidad de ciclos sexuales entre los eucariotas. Mecanismos moleculares de la determinación del sexo. Determinación del sexo en las angiospermas y los animales. Sistemas de auto-incompatibilidad. Genética cuantitativa de la determinación del sexo: determinación genotípica vs. ambiental. Sistemas carentes de cromosomas sexuales diferenciados. Transiciones entre sistemas de determinación del sexo.
TEORÍA NEUTRALISTA DE LA EVOLUCIÓN MOLECULAR. HUELLAS MOLECULARES DE LA SELECCIÓN NATURAL.

La teoría neutralista de la evolución molecular. Relojes moleculares. Modelos de evolución del ADN. Límites de la divergencia nucleotídica entre poblaciones y especies. Estimación del número de sustituciones nucleotídicas. Tasas de sustitución. Pseudogenes. Efectos directos de la selección sobre el polimorfismo nucleotídico y la divergencia. La importancia de la recombinación: barrido selectivo y selección de fondo. La selección y la historia demográfica pueden dejar huellas similares en la variación del ADN. Pruebas estadísticas.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Actividades iniciales B1 B4 B5 B6 1 0.5 1.5
Sesión magistral A7 A12 A18 A24 B1 B3 B4 B6 21 63 84
Solución de problemas A7 A27 B1 B2 B3 B4 B5 B7 7 24.5 31.5
Prácticas a través de TIC A7 A21 B2 B4 14 14 28
Prueba objetiva A7 A12 A18 A21 A24 B1 B2 4 0 4
 
Atención personalizada 1 0 1
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Actividades iniciales (profesor) Presenta la guía docente de la materia, aclara dudas, organiza a los alumnos para las actividades
(alumno) Toma notas, plantea dudas y cuestiones.
Sesión magistral (profesor) Explica los fundamentos teóricos
(alumno) Observa, asimila y toma notas. Plantea dudas y cuestiones. Memoriza. Lee los textos recomendados.
Solución de problemas (profesor) Plantea problemas y orienta para su resolución.
(alumno) Trabaja individualmente o en grupo, busca información y resuelve las cuestiones planteadas
Prácticas a través de TIC (profesor) Presenta los objetivos, prepara el material y el equipo, expone los métodos, proporciona un guión, asiste a los alumnos.
(alumno) Experimenta, analiza y elabora una memoria
Prueba objetiva (profesor) Plantea preguntas y valora las respuestas de los alumnos
(alumno) Consulta sus materiales de apoyo y responde a las preguntas

Atención personalizada
Metodologías
Sesión magistral
Solución de problemas
Prácticas a través de TIC
Descripción
Cada estudiante habrá de asistir obligatoriamente a 1 hora de tutoría, con objeto de diagnosticar posibles disfunciones del programa formativo y de diseñar las acciones correctoras que se estimen más apropiadas.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Solución de problemas A7 A27 B1 B2 B3 B4 B5 B7 Resolución en el aula de ejercicios complementarios de las clases teóricas. 15
Prácticas a través de TIC A7 A21 B2 B4 Realización de varios ejercicios de genética evolutiva con un ordenador personal, empleando los programas informáticos utilizados en las prácticas. Es imprescindible obtener acumulativamente al menos 15 puntos en esta prueba, que se realizará al final de las sesiones prácticas, para aprobar la asignatura. 25
Prueba objetiva A7 A12 A18 A21 A24 B1 B2 Conjunto de ejercicios y preguntas de distinto tipo (alternativa múltiple, respuesta breve, completar, asociación, etc) relacionadas con cualquiera de los contenidos del temario.
La prueba se desarrolla en dos fases. La primera de ellas no es presencial, y consiste en una serie de cuestionarios en la plataforma Moodle, a los que se debe dar respuesta en fechas y horas fijadas con antelación a lo largo del curso. La contribución de esta fase a la prueba es de un máximo de 25 puntos. La segunda fase, que corresponde al examen oficial de la materia, es presencial y consiste en una serie de ejercicios de cálculo y preguntas test de alternativa múltiple. La contribución acumulada de las dos fases a la nota final de la materia es de un máximo de 60 puntos. Es imprescindible obtener por lo menos 35 puntos en esta prueba para aprobar la materia.
En esta actividad se evaluará la adquisición de las competencias A7, A12, A18, A21, A24 e A27.
60
 
Observaciones evaluación

Se considerarán PRESENTADOS en las actas de la asignatura todos los alumnos que se hayan presentado al examen práctico o a la segunda fase de la prueba objetiva (examen final de la asignatura).  

La nota final en actas de los alumnos que no alcanzaran en las prácticas o en la prueba objetiva la nota mínima para aprobar la asignatura, pero cuya puntuación acumulativa fuese superior a 50, será un 4,9 (SUSPENSO).

En la segunda oportunidad se empleará la misma metodología de evaluación que en la primera.

En el caso de que algún estudiante, por razones debidamente justificadas, no pudiese asistir a los exámenes oficiales de la materia, será examinado oralmente. Si no pudiese realizar las pruebas de evaluación continua, o no obtuviese el máximo posible de puntos con dichas pruebas, podrá realizar un bloque adicional de ejercicios en el examen oficial, con objeto de recuperar los puntos perdidos. 

Para el cómputo de la cualificación final de los estudiantes con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y dispensa académica de asistencia, tanto en la oportunidad de final de cuatrimestre como en la segunda oportunidad, se tendrá en cuenta a cualificación obtenida en el examen teórico y la correspondiente parte práctica (ver más arriba formato de ambos exámenes), representando éstas el 75% y el 25% de la cualificación final, respectivamente.

La realización fraudulenta de las pruebas o actividades de evaluación implicará directamente la cualificación de SUSPENSO (0) en la materia en la oportunidad correspondiente.


Fuentes de información
Básica Cutter, A. D. (2019). A primer of molecular population genetics. OUP Oxford
Hartl, D. L. (2020). A primer of population genetics and genomics. OUP Oxford
Futuyma, D. J., and Kirkpatrick, M. (2017). Evolution. Sinauer Associates
Zimmer, C. and Emlen, D. (2015). Evolution: Making sense of life. Roberts and Company Publishers
Herron, J. D., and Freeman, S. (2014). Evolutionary Analysis. . Pearson
Caballero, A. (2017). Genética Cuantitativa. Síntesis
Hedrick, P.W. (2011). Genetics of Populations.. Jones & Bartlett
Hahn, M. W. (2018). Molecular Population Genetics. OUP USA
DeSalle, R. (2013). Phylogenomics: A primer. Routledge
Lane, N (2018). Power, Sex, Suicide. OUP Oxford
Beukeboom, L., and Perrin, N. (2014). The evolution of sex determination. OUP Oxford
Shubin, N. (2015). Tu pez interior. Capitán Swing
Complementária Sampedro, J. (2007). Deconstruyendo a Darwin: Los Enigmas de la Evolución a la Luz de la Nueva Genética.. Síntesis
Fontdevila, A., y Moya, A. (2003). Evolución. Origen, adaptación y divergencia de las especies.. Síntesis
Barton, N. (2007). Evolution. Cold Spring Harbor Lab. Press.
Ridley, M. (2004). Evolution. Blackwell
Avise, J. C. (2006). Evolutionary Pathways in Nature. A Phylogenetic Approach. . Cambridge Univ. Press.
Fontdevila, A., y Moya, A. (1999). Introducción a la genética de poblaciones. Síntesis
Bromham, L. (2008). Reading the Story in DNA: A Beginners Guide to Molecular Evolution. . Oxford Univ. Press.
Coyne, J. A. (2009). Why Evolution is True. Viking


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Estadística/610G02005
Genética/610G02019
Genética molecular/610G02020

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario

Otros comentarios

Los contenidos del temario y el material de apoyo para el estudio se encuentran en la plataforma Moodle de la UDC, por lo que es imprescindible conectarse a ella, y prestar atención a las noticias que tanto los profesores como servidores automáticos divulgarán a lo largo del curso. Conviene llevar la materia al día, asistiendo a las clases, respondiendo a los cuestionarios y resolviendo los ejercicios complementarios de los distintos temas. Resulta de mucha ayuda entender el inglés escrito, pues la mayor parte de la bibliografía está en esa lengua, y conocer el manejo de hojas EXCEL al nivel de usuario.



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