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Estudio evolutivo de roedores fosiles




Enviado por noeliamerlo



    Indice
    1.
    Introducción

    2. Materiales y
    métodos

    3. Conformación de
    grupos

    4. Resultados
    5. Discusión
    6.
    Bibliografía

    1.
    Introducción

    El cambio
    evolutivo que más influyó sobre la visión
    que el hombre
    tenía del mundo de la naturaleza
    viviente y de sí mismo, se inició en el siglo XVIII
    y duró unos 100 años. Esto se produjo con la
    introducción de la idea de cambio a lo
    largo de extensos períodos de tiempo (evolución).

    Lamarck, tomando las ideas de Buffon, Adanson y Bonnet,
    presenta en su obra Philosophie zoologique (1809) las hipótesis referentes a la continuidad
    progresiva de la naturaleza, la
    relatividad de las clasificaciones, la degradación y
    transformación de las especies, la influencia del clima y las
    circunstancias; pensamientos que le valieron el nombre de "padre
    del tansformismo". Los principios
    fundamentales de Lamarck eran la generación
    espontánea, el mecanismo del uso y desuso, la herencia de los
    caracteres adquiridos y la tendencia hacia la perfección
    de los organismos.

    En 1859, Darwin en El
    origen de las especies define la evolución como descendencia con
    modificaciones, y explica el mecanismo por el cual ocurre, la
    selección natural, actuando ésta
    según los siguientes pasos.

    1. La variación se produce en todos los grupos de
    organismos. No existen dos organismos iguales.

    2. El número de individuos que se reproduce y
    sobrevive en cada generación es pequeño en
    comparación con el número producido
    inicialmente.

    3. La competencia se
    producirá entre esos descendientes por los recursos
    necesarios para sobrevivir. Por término medio, cada
    organismo progenitor es reemplazado por un descendiente, por lo
    que no puede por menos que existir una lucha por la
    supervivencia.

    4. Los más aptos entre los descendientes
    sobrevivirán. Entre todos los descendientes que compiten
    por unos recursos
    limitados, sólo sobrevivirán aquellos individuos
    mejor dotados para obtener y utilizar esos recursos, proceso
    llamado supervivencia del más apto.

    5. Si las características de los organismos
    más aptos son heredadas, estos rasgos favorecidos se
    transmiten a la generación siguiente.

    Darwin, al aceptar el mecanismo de la herencia
    "mezclada"- según el cual las constituciones
    genéticas de ambos progenitores se mezclan en su progenie-
    cae en una contradicción donde la variabilidad genética
    se perdería rápidamente (Pianka, 1982).

    Las reglas precisas de la herencia fueron formuladas por
    Mendel (1865),
    quien demostró que las características heredadas son llevadas en
    unidades discretas (genes) que se redistribuyen en cada
    generación, mecanismo llamado herencia
    "particulada"(Pianka, 1982).

    Ernest Mayr, en su obra The evolutionary sinthesis
    explica cómo en 1930-1950 nació la teoría
    neodarwinista o Teoría
    sintética de la evolución dado por la confluencia
    de tres disciplinas, genética,
    sistemática y paleontología. Estas disciplinas
    adoptaron un pensamiento
    poblacional y no de seres vivos aislados como se consideraba
    antiguamente

    Una vez conocidos los conceptos de genética y la
    importancia de su estudio en las poblaciones, la evolución
    podría comprenderse como la modificación de la
    composición genética de las poblaciones, es decir,
    el cambio de las frecuencias génicas en el seno de las
    mismas (Dobzhansky, 1977).

    Según Mayr (1968), los factores que pueden
    afectar las frecuencias alélicas de las poblaciones
    son:

    -La herencia particulada (recombinación
    genética)
    -La mutación
    -El flujo de genes provenientes de otras poblaciones
    -La selección natural
    -El azar y accidente
    -Los dispositivos citofisiológicos
    -Los factores ecológicos

    Por el criterio de la heredabilidad, según Mayr
    (1968), todas las manifestaciones de la variación dentro
    de una población pueden dividirse en
    variación genética y agenética. Gran parte
    de esta variación contribuye a la variación del
    fenotipo. La existencia de varios tipos discontinuos dentro de
    una misma población se denomina polimorfismo. Algunos
    de los factores de variación agenética se deben a
    la edad, al sexo, al
    hábitat y a otros factores ecológicos.

    Por otra parte, en 1944, Simpson publicó
    "Tiempo y modo
    en evolución", incorporando así a la
    paleontología dentro de la síntesis
    moderna de la teoría evolutiva. Simpson constata que la
    evolución procede por la aparición de
    pequeñas variaciones genéticas que aumentan su
    frecuencia en ciertas poblaciones, conduciendo a la
    diferenciación gradual de especies nuevas a partir de
    especies ancestrales.

    Alternativamente, Gould y Eldredge, (1970) proponen una
    teoría donde exponen que las especies persisten sin cambio
    morfológico durante un período denominado
    éstasis, interrumpido por eventos de
    "especiación alopátrida" (Mayr, 1968). Este
    proceso fue
    denominado como evolución por equilibrios
    puntuados.

    Los cambios evolutivos entre los mamíferos por los pasados 66 millones de
    años han estado
    profundamente influenciados por climas cambiantes más que
    por eventos
    tectónicos. Tal como señala Davis (1976), pudieron
    existir hasta 16 ciclos glaciares durante el Pleistoceno, cada
    uno con una duración de aproximadamente 125.000
    años. Según estos eventos, cada fase glaciar pudo
    durar de 50.000 a 100.000 años, con breves intervalos de
    10.000 a 20.000 años durante los cuales las temperaturas
    aumentaron hasta las que experimentamos hoy en día.
    Así, en latitudes tropicales y subtropicales, las
    glaciaciones produjeron persistentes sequías con la
    consecuente expansión de los desiertos. En el continente
    Sudamericano se produjo una desertización generalizada
    durante 30.000 años, en diferentes grados, lo que
    provocó una importante disminución en el
    número de especies de roedores establecidos, en lo que
    Simpson denominaba una zona adaptativa (Vrba, 1985).

    Los roedores constituyen el grupo
    más diverso de los mamíferos, comprendiendo
    más del 40% de las especies extinguidas. El Suborden
    Myomorpha representa el 30% de todas las especies vivientes de
    mamíferos. Dentro de éste, la Familia
    Muridae (Subfamilia Muroidea), en términos de la totalidad
    del número de especies y de la diversidad de
    hábitats ocupados, constituye la radiación
    más exitosa de los roedores contemporáneos. La
    Familia
    Muridae incluye 1326 especies con 281 géneros.

    En el sur de Córdoba, en la localidad de Holmberg
    se encontraron dos yacimientos pertenecientes al período
    Ensenadense (yacimiento Cohuen) y Lujanense (yacimiento
    Resquimay), ambos pertenecientes al Pleistoceno (figuras 1 y 2).
    Estos contenían, entre otros fósiles,
    cráneos de roedores extintos del género
    Rattus. En la misma región de Córdoba, actualmente,
    encontramos géneros como Akodon, Calomys, Graomys, Mus,
    Oligoryzomys, Oxymycterus y Rattus.

    El objetivo del
    presente trabajo fue estudiar las relaciones evolutivas entre los
    roedores fósiles de los yacimientos Cohuen (1) y Resquimay
    (2), bajo la hipótesis que los
    roedores del yacimiento 2 evolucionaron a partir de las
    poblaciones de roedores del yacimiento 1. Si así fuera, en
    los cráneos de los roedores del yacimiento 2 se
    observarán diferentes estados de caracteres derivados
    respecto a sus homólogos en los cráneos encontrados
    en el yacimiento 1.

    2. Materiales y
    métodos

    Se estudiaron 16 cráneos de ejemplares
    fósiles de los roedores extraídos al sur de la
    provincia de Córdoba, en la localidad de Holmberg. Los
    yacimientos fueron encontrados en la barranca del arroyo
    Catalina, y se analizaron 8 cráneos pertenecientes al
    yacimiento Cohuen (yacimiento 1- edad Ensenadense) y 8 del
    yacimiento Resquimay (yacimiento 2- edad Lujanense). La columna
    estratigráfica es de 60 m. lineales y no ha sufrido
    modificaciones tectónicas de impacto (Campanella,
    1997).

    Mediante operaciones
    numéricas se pudo calcular la afinidad entre unidades
    taxonómicas, tomando como base los estados de sus
    caracteres.

    Aplicando las técnicas
    de la taxonomía
    numérica de Crisci (1983) se siguieron los siguientes
    pasos:

    1) Elección de la OTU
    Debido al bajo número de organismos encontrados, se
    utilizó el individuo (solamente el cráneo) como
    OTU.

    2) Elección de los caracteres
    Se seleccionaron 20 caracteres craneales, de los cuales, los 15
    cuantitativos fueron medidos con un calibre cuyo error es de 0.02
    mm.

    Las observaciones de los caracteres cuanti y
    cualitativos fueron realizadas utilizando lupa de mano.
    Para la determinación de homologías se utilizaron
    los siguientes criterios:
    criterios morfológicos de similitud de posición
    * posición topográfica
    * posición en relación con otras partes del
    cuerpo.

    Los caracteres craneales cuantitativos continuos
    seleccionados fueron (figura 3):
    Variable 1: largo mayor
    Variable 2: largo del cóndilo zigomático
    Variable 3: largo del cóndilo-molar
    Variable 4: largo del incisivo-molar
    Variable 5: largo del diastema
    Variable 6: fosa molar
    Variable 7: largo de la mandíbula
    Variable 8: alto de la mandíbula
    Variable 9: máximo ancho de los incisivos
    Variable 10: largo nasal
    Variable 11: ancho zigomático
    Variable 12: ancho interorbital
    Variable 13: ancho de la caja craneal
    Variable 14: ancho rinal
    Variable 15: distancia entre los orificios pre y
    postmolares

    Los caracteres craneales cualitativos seleccionados y
    sus estados fueron:

    Variable 16: espina mandibular:
    -(0) punta aguzada
    -(1) punta redondeada

    Variable 17: maxilar inferior: (figura 4 a)
    -(0) cóndilo más alto que la apófisis
    coronoides cuando la mandíbula se apoya en un plano
    -(1) cóndilo más bajo que la ápofisis
    coronoides cuando la mandíbula se apoya en un
    plano.

    Variable 18: trigémino vs. Diastema: (figura 4
    a)
    -(0) apertura del canal del trigémino a la altura del
    borde del diastema
    -(1) apertura del canal del trigémino hacia lateral del
    borde del diastema.

    Variable 19: ubicación del arco zigomático
    con respecto a los molares en vista lateral: (figura 4 b)
    -(0) superpuesto
    -(1) no superpuesto

    Variable 20: orificio vascular palatino: (figura 4
    c)
    -(0) no visible
    -(1) visible

    3) Construcción de una matriz
    básica de datos
    4) Obtención de un coeficiente de similitud para cada par
    posible de OTU
    5) Construcción de una matriz de
    similitud

    Los pasos 3,4 y 5 se resumieron, ya que el análisis de los datos se
    llevó a cabo en el programa
    STATISTICA. Para el análisis de agrupamiento de los caracteres
    seleccionados se utilizó un coeficiente de similitud de
    distancia llamado City-block (Manhattan) distances, y la
    técnica de ligamiento utilizada fue el ligamiento promedio
    no ponderado, debido a su menor probabilidad de
    error (Crisci, 1983).

    3. Conformación de
    grupos

    Para la determinación de estados de caracteres
    plesiomórficos (ancestrales) y apomórficos
    (derivados), se utilizaron los siguientes métodos de
    polarización:

    -Comparación con el grupo externo:
    para un carácter
    dado, con dos estados dentro de un grupo, el estado que
    se presenta en grupos
    relacionados se presume como estado
    plesiomórfico.
    -Como no se conocen las relaciones intragrupo se tomó como
    grupo externo Rattus nean, perteneciente al mismo género
    que los roedores de los yacimientos estudiados.
    -Evidencia fósil: es probable que el estado de
    carácter encontrado en el representante fósil
    más antiguo del grupo, sea el más
    primitivo.

    4.
    Resultados

    Los estados de los 20 caracteres observados (tabla 1) se
    exponen en la matriz básica de datos para los 16
    cráneos analizados.

    Al no estar completo el cráneo 8, no se pudo
    medir la variable 11, por lo cual se colocó el promedio de
    las restantes OTU del yacimiento al que
    pertenecía.

    Por otro lado, puede observarse en el fenograma (figura
    5) los resultados del análisis de agrupamiento realizado.
    En dicho fenograma se muestra que los
    roedores de los yacimientos 1 y 2 forman dos grupos separados por
    un coeficiente de similitud de 29.

    Los individuos del yacimiento 1 poseen menor grado de
    similitud (coeficiente menor de 10) que los individuos del
    yacimiento 2 (coeficiente menor a 25) pero mantienen la misma
    disposición de agrupamiento.

    En las dos agrupaciones representativas de los
    yacimientos se halla una OTU alejada del resto del grupo (OTU 3
    en Resquimay y OTU 17 en Cohuen).

    También manteniendo la similitud de agrupamiento
    se encuentran dos subgrupos dentro de cada grupo:

    OTU (1,6,2,8) y (4,5,7) en Resquimay
    OTU (9,13,10,11) y (12,16,15) en Cohuen

    Con respecto a la polarización de caracteres
    (tabla 2) se observó que el grupo externo comparte todos
    los estados de caracteres con los roedores del yacimiento
    Cohuen.

    Tabla 2. Tabla de polarización de
    caracteres

    5.
    Discusión

    Los resultados apoyarían la hipótesis planteada en este trabajo que los
    roedores del yacimiento Cohuen evolucionaron a los roedores del
    yacimiento Resquimay, contrariando antecedentes que afirmaban que
    estos últimos aparecieron por algún fenómeno
    ecológico, como por ejemplo la dispersión a partir
    de áreas geográficas relativamente
    cercanas.

    El fenograma indica la existencia de dos grupos
    diferenciados morfológicamente que concuerdan con la
    agrupación de hallazgos de las OTU de los dos
    yacimientos.

    En el yacimiento Cohuen, la OTU 17 tiene un grado de
    similitud notoriamente lejano con el resto de las OTU. Esto
    podría deberse al pequeño número de
    muestras, a variaciones genéticas (polimorfismo),
    agenéticas como sexo y edad, o
    a que este ejemplar podría pertenecer a otro grupo con una
    historia
    evolutiva distinta.

    Los dos mecanismos de polarización coinciden con
    la hipótesis
    planteada sobre la evolución.

    Sería válido realizar nuevos estudios
    sobre las relaciones entre las OTU de cada yacimiento y entre
    ellos, con el fin de aclarar las causas de las variaciones
    intrapoblacionales y de avalar o contrariar la hipótesis
    de este trabajo.

    Otro punto de interés
    para estudios futuros es la posible tendencia a la
    reducción de tamaño entre los mencionados
    yacimientos.

    6. Bibliografía

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    Numérica. Sec. Gral. de la
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    Argentina. pp
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    -DARWIN, Ch..
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    -MAYR, E.. 1968. Especies animales y
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    Chile. De.
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    Eudeba, Bs. As., Argentina. pp
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    escuelas de Sistemática y Biogeografía.
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    Técnica, Fundación Miguel Lillo. Tucumán,
    Argentina. pp 120.
    -VRBA, E.S.. 1992. Mammals as a key to evolutionary theory.
    Journal of Mammology, 73 (1): 1-28.

     

     

    Autor:

    Costa, Federico
    Merlo, Noelia

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