Disertantes
• Dr. Mariano A. Ordano
• Dr. Santiago Benitez-Vieyra
• Dr. Andrea A. Cocucci
Objetivos del curso
• Desarrollar una amplia visión de los métodos utilizados en el ámbito de la ecología evolutiva, con especial énfasis en las técnicas estadísticas y en el diseño de experimentos utilizadas para la estimación de la selección natural.
• Preparar a los alumnos para el planteamiento y solución de problemas en ecología evolutiva.
Temario
Unidad 1. Conceptos generales.
1.1 Historia de los análisis en ecología y evolución. De Darwin a la síntesis evolutiva. Principales escuelas de pensamiento. Enfoques actuales.
1.2. Conceptos básicos en ecología evolutiva. 1.3 Selección natural versus otros causantes de evolución (deriva, mutación, migración). Definiciones e identificación de causas. Selección natural y microevolución. Selección natural y adaptación. Definiciones. Selección natural y selección sexual. Agentes y blancos de la selección. Definiciones. Unidades de selección.
Unidad 2. Estimación de la selección.
2.1 Selección fenotípica sobre caracteres multivariados. Una aproximación microevolutiva sobre blancos de la selección. Repaso de modelos lineales de regresión múltiple. La escuela de Chicago y el enfoque de Lande y Arnold.
2.2 Medidas de desempeño reproductivo. Selección de estimadores de desempeño reproductivo en plantas y animales. Componentes multiplicativos del éxito reproductivo. Casos de estudio.
2.3 Propuestas complementarias al modelo de Lande y Arnold. Patrones esperados de selección fenotípica. Linealidad y no linealidad en selección natural. Modelos complementarios e interpretación de estimadores de selección. Regresiones no paramétricas para representar las funciones de selección: cubic splines y thin-plate splines.
Unidad 3. Heredabilidad y respuesta a la selección
3.2 Heredabilidad. Definiciones. Métodos estadísticos de estimación de la heredabilidad. Diseño de experimentos.
3.3 Respuesta a la selección. Estimación de evolución por selección natural. La ecuación de los criadores y la selección artificial.
Unidad 4. Pruebas de hipótesis adaptativas.
4.1 Perspectivas alternativas al modelo de Lande y Arnold. La propuesta de Sewall Wright. Análisis de rutas. Enfoques actuales sobre causalidad multivariada. Modelado de ecuaciones estructurales. Casos de estudio y re-análisis de los datos de Bumpus.
4.2 Diseño de estudios para la estimación de selección natural.
Unidad 5. Restricciones a la selección natural y adaptación. Perspectivas actuales y futuras en métodos en ecología evolutiva.
5.1 Concepto de restricción. Macroevolución y restricciones filogenéticas. Contextos ecológicos de la selección natural.
5.2 Optimización. Estrategias evolutivamente estables. Selección dependiente de la frecuencia. Selección dependiente de la densidad.
5.3 Perspectivas evo-devo.
5.4 Meta-análisis en ecología evolutiva.
5.5 Perspectivas actuales y futuras en métodos en ecología evolutiva.
Contenidos mínimos
Conceptos básicos: selección natural, deriva, mutación, migración. Micro y macro evolución. Selección fenotípica sobre caracteres multivariados: El modelo de Lande y Arnold. Propuestas complementarias para estimar selección natural. Heredabilidad y métodos para estimarla. Respuesta a la selección. Pruebas de hipótesis adaptativas. Restricciones a la selección natural y adaptación. Optimización y estrategias evolutivamente estables. Perspectivas actuales y futuras en métodos en ecología evolutiva.
Destinatarios de la actividad
El curso está destinado a alumnos de doctorado o investigadores en biología y ciencias afines. Se requiere de los alumnos conocimiento de inglés y tendrán preferencia aquellos que posean conocimientos de estadística y fundamentos teóricos de ecología evolutiva obtenidos en cursos de posgrado anteriores. Se establece un cupo mínimo de 15 y máximo de 30 alumnos.
Fecha de realización: 7 al 12 de mayo de 2012
Duración y programa de actividad diaria: 50 hs (seis días).
Programa de actividad diaria.
Día 1.
1.- 9:00 a 11:00. Teórico: Conceptos básicos en ecología evolutiva. Evolución, selección natural y adaptación. Agentes y blancos de la selección. Unidades de selección.
2.- 11:20-13:30. Teórico: Historia de los análisis en ecología y evolución. Estudios de caso.
3.- 15:00-17:00. Práctico: Introducción al uso de programas de cómputo. Modelos lineales para la estimación de la selección natural.
4.- 17:20-19:40. Práctico: Resolución de problemas.
Día 2.
5.- 9:00 a 11:00. Teórico: Historia comparada de los métodos para la estimación de selección natural. Selección fenotípica sobre caracteres multivariados.
6.- 11:20-13:30. Teórico: Estudios de caso en ecología evolutiva. Elección de medidas de desempeño reproductivo. Aplicación del Modelo de Lande y Arnold a estudios de casos.
7.- 15:00-17:00. Práctico: Análisis de selección I: Selección univariada.
8.- 17:20-19:40. Práctico: Análisis de selección II: Selección sobre componentes del desempeño reproductivo.
Día 3.
9.- 9:00 a 11:00. Teórico: Estimación de la heredabilidad I. Métodos estadísticos y diseño de experimentos. Regresión padres hijos y modelos de parentesco. animal.
10.- 11:20-13:30. Práctico: Resolución de problemas de heredabilidad I.
11.- 15:00-17:00. Teórico: Estimación de la heredabilidad II. Valor reproductivo. El modelo animal.
12.- 17:20-19:40. Práctico: Resolución de problemas de heredabilidad II.
Día 4.
13.- 9:00 a 11:00. Teórico-práctico: Limitaciones al Modelo de Lande y Arnold. Propuestas complementarias. Análisis de selección multivariada y técnicas complementarias. Modelos lineales generalizados.
14.- 11:20-13:30. Teórico-práctico: Técnicas complementarias II. Regresiones no paramétricas: cubic splines y thin-plate splines.
15.- 15:00-17:00. Teórico-práctico: Perspectivas alternativas para probar hipótesis adaptativas en microevolución. Análisis de estructuras causales. Análisis de rutas y modelado de ecuaciones estructurales I.
16.- 17:20-19:40. Práctico: Análisis de rutas y modelado de ecuaciones estructurales II.
Día 5.
17.- 9:00 a 11:00. Teórico: Restricciones a la selección natural y adaptación. Perspectiva Evo-devo.
18.- 11:20-13:30. Teórico- Práctico: Restricciones a la selección natural y adaptación.
19.- 15:00-17:00. Teórico: Optimización. Estrategias evolutivamente estables. Selección dependiente de la frecuencia/densidad.
20.- 17:20-19:40. Teórico: Herramientas complementarias: meta-análisis en ecología evolutiva.
Día 6.
21.- 9:00 a 11:00. Práctico: Resolución de problemas.
22.- 11:20-13:30. Práctico: Discusión de trabajos y diseño de estudios de selección II
23.- 15:00-17:00. Examen: interpretación de casos.
24.- 17:20-18:40. Cierre y evaluación del curso.
Metodología a utilizar en el dictado
El curso comprende 50 horas de duración, desarrolladas en seis días (aproximadamente ocho horas diarias), repartidas en 24 horas de clases teóricas y 26 horas de práctica. Las clases prácticas incluirán el uso de programas de cómputo, discusión de trabajos científicos y resolución de problemas. Se proveerá al alumno de lecturas y guía de ejercicios. Para la evaluación final se desarrollará un trabajo que utilice las metodologías aprendidas.
Se espera que al final del curso el alumno sea capaz de reconocer, desarrollar e interpretar los principales métodos utilizados en la estimación de selección natural y adaptación en estudios de ecología evolutiva con una perspectiva microevolutiva.
Bibliografía General
Arnold, S. & Wade, M. (1984a) On the measurement of natural and sexual selection: Applications. Evolution 38: 720-734.
Arnold, S. & Wade, M. (1984b) On the measurement of natural and sexual selection: Theory. Evolution 38: 709-719.
Avise, J.C. & Ayala, F.J. Eds. (2007) In the light of evolution: Volume 1. Adaptation and complex design. National Academy of Sciences, USA.
Avise, J.C. & Ayala, F.J. Eds. (2009) In the light of evolution: Volume 3. Two centuries of Darwin. National Academy of Sciences, USA.
Brodie III, E., Moore, A. & Janzen, F. (1995) Visualizing and quantifying natural selection. Trends in Ecology and Evolution 10: 313-318.
Bulmer, M.G. (1994) Theoretical evolutionary ecology. Sinauer Associates, Inc., USA.
Campbell, D. (2009) Using phenotypic manipulations to study multivariate selection of floral trait associations. Annals of Botany 103: 1557-1566.
Conner, J.K. (2001) How strong is natural selection? Trends in Ecology and Evolution 16: 215-217.
Futuyma, D.J. (2009) Evolutionary biology. Sinauer Associates, Inc., USA.
Gould, S.J. (2002) The structure of evolutionary theory. Harvard University Press.
Harvey, P.H. & Pagel, M.D. (1991) The comparative method in evolutionary biology. Oxford Series in Ecology and Evolution.
Kingsolver, J.G., Hoekstra, H.E., Hoekstra, J.M., Berrigan, D., Vignieri, S.N., Hill, C.E., Hoang, A., Gibert, P., & Beerli, P. (2001) The strength of phenotypic selection in natural populations. American Naturalist 157: 245-261.
Krebs, J.R. & Davies, N.B. (1997) Behavioural ecology: An evolutionary approach. Fourth Edition. Blackwell Science.
Lande, R. & Arnold, S. (1983) The measurement of selection on correlated characteres. Evolution 37: 1210-1226.
Mayr, E. & Provine, W.B. Eds. (1998) The evolutionary synthesis: Perspectives on the unification of biology. Harvard University Press.
Mitchell-Olds, T. & Shaw, R. (1987) Regression analysis of natural selection: statistical inference and biological interpretations. Evolution 41: 1149-1161.
Pigliucci, M. & Kaplan, J. (2006) Making sense of evolution: the conceptual foundations of evolutionary biology. University of Chicago Press.
Pugesek, B.H., Tomer, A. & von Eye, A. (2003) Structural Equation Modeling: Applications in Ecological and Evolutionary Biology Research. Cambridge University Press.
Schluter, D. (1988) Estimating the form of natural selection on a quantitative trait. Evolution, 42, 849-861.
Schluter, D. & Nychka, D. (1994) Exploring fitness surfaces. American Naturalist 143: 597-616.
Shipley, B. (2000) Cause & correlation in biology: A user’s guide to path analysis, structural equations & causal inference. Cambridge University Press.
Soler, M. Ed. (2002) Evolución. La base de la biología. Proyecto Sur de Ediciones, España.
Walsh, B. & Blows, M. (2009) Abundant genetic variation + strong selection = multivariate genetic constraints: A geometric view of adaptation. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics 40: 41-59.
Williams, G.C. (1992) Natural selection: Domains, levels, and challenges. Oxford University Press.
Aranceles: $ 400 (Se eximirá del pago del 20% del arancel a los estudiantes de las Carreras de Doctorado en Ciencias Biológicas de la FCEFyN, Universidad Nacional de Córdoba).
Cupo: 15 alumnos mínimo; 25 máximo.