Datos Identificativos 2023/24
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
,
Naveira Fachal, Horacio
Vila Sanjurjo, Antón
Correo electrónico
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 A27 B1 B2 B3 B4 B6 21 52.5 73.5
Prácticas a través de TIC A7 A21 B2 B4 14 14 28
Seminario A7 A12 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 7 24.5 31.5
Prueba de respuesta múltiple A7 A18 B1 B2 B3 B4 B5 B6 1 10 11
Prueba objetiva A7 A12 A18 A21 A24 B1 B2 3.5 0 3.5
 
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/a.- Presenta la guía docente de la materia, aclara dudas, organiza a los alumnos para las actividades.
Alumno/a.- Toma notas, formula dudas y cuestiones.
Sesión magistral Profesor/a.- Explica los fundamentos teóricos de la materia.
Alumno/a.- Observa, asimila y toma notas. Formula dudas y cuestiones. Memoriza. Lee los textos recomendados. Resuelve ejercicios complementarios.
Prácticas a través de TIC Profesor/a. - Presenta los objetivos, prepara el material y el equipo, expone los métodos, proporciona un guión, asiste a los alumnos.
Alumno/a. - Experimenta con las herramientas bioinformáticas, analiza datos y elabora una memoria.
Seminario Profesor/a.- Presenta el tema desde una perspectiva histórica. Distribuye a los alumnos y alumnas en grupos de trabajo. Avalúa.
Alumno/a.- Toma notas. Lee los textos recomendados. Se organiza con los otros miembros de su grupo de trabajo. Elabora una presentación con diapositivas. Memoriza. Hace una presentación oral del tema que se le asigne.
Prueba de respuesta múltiple Se realizará mediante la plataforma Moodle del curso.
Profesor/a. - Formula preguntas y valora las respuestas de los alumnos.
Alumno/a. - Consulta sus materiales de apoyo y responde a las preguntas de manera asincrónica.
Prueba objetiva Corresponde al examen oficial de la materia.
Prueba objetiva Corresponde al examen oficial de la materia.
Profesor/a. - Prepara un examen escrito, con ejercicios de cálculo y preguntas de respuesta múltiple. Valora las respuestas de los alumnos.
Alumno/a. - Responde a las preguntas de manera individual y sincrónica, sin apoyo externo de ningún tipo.

Atención personalizada
Metodologías
Seminario
Sesión magistral
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
Seminario A7 A12 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Se plantearán a los alumnos hallazgos e hipótesis que en su día supusieron revoluciones científicas en el conocimiento sobre la evolución biológica, con objeto de que hagan un seguimiento del curso que han tenido las investigaciones subsiguientes, y una valoración a día de hoy de su vigencia e impacto. La actividad se plasmará en una presentación con diapositivas, que deberá presentarse y defenderse oralmente, delante del profesorado y del resto del alumnado. 15
Prueba de respuesta múltiple A7 A18 B1 B2 B3 B4 B5 B6 Consiste en una serie de cuestionarios de alternativa múltiple en la plataforma Moodle, a los que se debe dar respuesta en fechas y horas fijadas con antelación a lo largo del curso. 25
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 por lo menos 15 puntos en esta prueba, que se realizará al final de las sesiones prácticas, para aprobar la materia. 25
Prueba objetiva A7 A12 A18 A21 A24 B1 B2 Es una prueba escrita, presencial y sincrónica, que corresponde al examen oficial de la materia. Consiste en una serie de ejercicios de cálculo y preguntas test de alternativa múltiple. Es imprescindible obtener cuando menos 21 puntos en esta prueba para aprobar la materia. 35
 
Observaciones evaluación

Se considerarán PRESENTADOS en los actas de la materia todos aquellos alumnos y alumnas que se presenten al examen práctico o al examen oficial de la materia (la denominada prueba objetiva).

Para superar la materia será preciso alcanzar cuando menos 50 puntos con la suma de las distintas metodologías de evaluación, siempre y cuando se consiguió la nota mínima exigida en las prácticas y la prueba objetiva. Si no se consiguió esa nota mínima en las prácticas o en la prueba objetiva, la nota final en actas cuando la puntuación acumulativa alcance los 50 puntos será un 4,9 (SUSPENSO).

En caso de que, por razones debidamente justificadas, no se pudiera asistir al examen oficial de la materia, se hará un examen oral, de contenido semejante al del examen escrito. 

Si un alumno o alumna no alcanzara el máximo posible de puntos en las actividades de evaluación continua, podrá optar por realizar un bloque adicional de preguntas en el examen final de la materia, entendiéndose con eso que renuncia a la cualificación que obtuviera antes en la evaluación continua.

En la segunda oportunidad tan sólo se evaluará mediante el examen práctico y la prueba objetiva, utilizando la misma metodología que en la primera oportunidad. A efectos de cómputo de la calificación final, se mantendrán las notas que se hubieran obtenido en las actividades con evaluación continua (seminario y prueba de respuesta múltiple) en la primera oportunidad. 

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

La realización fraudulenta de las pruebas o actividades de evaluación implicará directamente la calificación de SUSPENSO (0) en la convocatoria correspondiente del curso académico, tanto si la comisión de la falta se produce en la primera oportunidad como en la segunda.


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.



(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías