EVOLUCIÓN VEGETAL

PROGRAMA

Código asignatura: 08B9
Licenciatura de Biología, Universidad de Murcia
Segundo Curso (cuatrimestral)
Tipo: Obligatoria de Universidad
Créditos (teoría+prácticas): 4,5 (3 + 1,5)
Departamento: Biología Vegetal
Profesor responsable: José S. Carrión García

OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA/COMPETENCIAS
Comprensión de las principales pautas y mecanismos de evolución en organismos fotosintéticos y hongos. Información sobre perspectivas de la investigación en evolución y filogenia vegetal.

CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDABLES
Principios básicos de botánica sistemática y fisiología vegetal, biología de la reproducción de plantas, geología (paleontología), genética, bioquímica, ecología y biogeografía.

MÉTODOS DOCENTES
Lección magistral y trabajos prácticos tutorizados (laboratorio, campo, seminario), tutorías personalizadas y en grupo.

EVALUACIÓN
Se valorarán conocimientos en la materia, capacidad crítica, recursos dialécticos y habilidades en la búsqueda y manejo de la información pertinente.

TUTORÍAS (horario)
Despacho J.S. Carrión (4» planta Facultad de Biología): Miércoles y Jueves. 11,30-13,30

PROGRAMA

• UNIDAD I

Tema 1. Introducción histórica. Desde Darwin a la Síntesis. Nociones predarwinistas: dogmas creacionistas y esencialismo, catastrofismo, actualismo, lamarckismo. Darwin, Wallace y la selección natural. Darwinismo social. Saltacionismo, mutacionismo y establecimiento de las leyes de la herencia. Neodarwinismo. Síntesis Moderna: Primeros modelos de genética de poblaciones. Obra y legado de Dobzhansky. Postulados de la teoría sintética. Trabajo de Stebbins. Progreso, valores culturales y neocreacionismo.

Tema 2. Elementos conceptuales en la Síntesis Moderna. Variación. Equilibrio de Hardy-Weinberg. Mutación. Recombinación. Flujo génico. Selección y sus modalidades. Plasticidad fenotípica. Deriva genética. Adaptación. Especies y especiación, hibridación y poliploidía. Paisajes adaptativos y morfoespacios. Contingencia y determinismo.

Tema 3. Reconsideración de la Síntesis. Progresos y nuevas perspectivas en la investigación evolutiva. Azar y proceso adaptativo. Reduccionismos y panadaptacionismo en la teoría sintética. Modelo de los equilibrios puntuados. Modelo de los pulsos renovadores. Dilemas en torno a la transferencia génica horizontal y el nuevo patrimonio genético. Alteraciones evolutivas del desarrollo embrionario: heterocronías, heterotopía, transferencia de función y homeosis. Parasaltacionismo. Complejidad, morfogénesis y evolución emergente.

Tema 4. Sistemática, filogenia e iconografía evolutiva. Circunscripción científica de la “evolución vegetal”. Fuentes de la evidencia sistemático-filogenética. Secuencias génicas de utilidad filogenética. Análisis diacrónico de los sistemas de clasificación. Sistemas filéticos, fenéticos y cladísticos. El cladograma como test para una hipótesis adaptativa. Homologías y analogías. Divergencia, paralelismo y convergencia. Mosaicos fenotípicos. Expresión génica, arquetipos y homologías. Nuevos “códigos filéticos” y nomenclatura.

Tema 5. El registro fósil y sus métodos de reconstrucción. Definición de fósil. Paleobotánica y paleoecología. Rocas y ambientes fosilíferos. Fosilización y tipos de fósiles. Métodos de datación y correlación. Diagénesis del DNA y relojes moleculares. Potencial del DNA y otras biomoléculas fósiles en evolución vegetal. Escala geocronológica.

• UNIDAD II

Tema 6. Primeros eventos evolutivos y “explosión” precámbrica. Aspectos históricos sobre el origen y evolución de las primeras formas de vida. Primeros ambientes. Experimentos de síntesis prebiótica. Hipótesis del “mundo RNA”. Hiperciclos. Membranas y protobiontes. Alternativas al escenario acrecionista. Registro cosmológico y teoría de la panspermia. Exobiología. Registro arqueano y evolución de la fotosíntesis. Endosimbiosis y origen de los eucariotas, la reproducción sexual y la meiosis. Acritarcos y radiación proterozoica. Adquisición de la estructura multicelular. Hipótesis sobre LUCA. Filogenia y delimitación de los grandes grupos de organismos. Proyecto Tree of Life.

Tema 7. Aspectos de micología evolutiva. Definiciones y grupos principales de organismos “fúngicos”. Relaciones filogenéticas en hongos ameboides, pseudohongos y hongos verdaderos. Convergencias en el hábito. Origen de los hongos desde coanoflagelados. Radiación de arquemicotas y conquista del medio terrestre. Posición de los microsporidios. Origen de Neomycota. Registro fósil de ascomicetos y basidiomicetos. Micorrizas. Líquenes. Especiación fúngica en un contexto experimental.

Tema 8. Origen, diversificación y tendencias evolutivas en algas y organismos relacionados. Definiciones. “Algas” procarióticas: cianobacterias y cloroxibacterias. Hipobraditelia y versatilidad ecológica en cianobacterias. Endosimbiosis y origen de los grupos de algas eucarióticas. Aspectos evolutivos, registro fósil y filogenias en glaucófitos, cloraracniófitos, euglenófitos, criptófitos, haptófitos, heterocontófitos, rodófitos, clorófitos, dinoflagelados y apicomplejos. Morfoespacios acuáticos y paisajes adaptativos.

Tema 9. La conquista del aire. Origen y evolución inicial de los embriófitos. Adaptaciones a la vida terrestre. Origen de los embriófitos: ideas sobre el ancestro, escenarios adaptativos, evidencias paleobotánicas y paleoecológicas de la terrestrialización. Evolución de los primeros briófitos y traqueófitos. Cooksonioides. Paleobiogeografía. Morfoespacios.

Tema 10. Radiación devónico-carbonífera de traqueófitos y aparición de los primeros bosques. Tendencias en la evolución estelar, foliar y de ciclos vitales. Teoría de los telomas e hipótesis heterocrónicas. Relaciones en riniófitos, zosterofilófitos y trimerófitos. Evolución de micrófilas y esporangios adaxiales: origen de licófitos. Bosques carboníferos de licófitos rizomórficos. Origen y diversificación de los esfenófitos. Posición filogenética de psilotáceas. Helechos: innovaciones morfológicas. Homosporia y heterosporia. Aspectos paleoecológicos en los sistemas forestales del Carbonífero Superior.

Tema 11. Origen de la semilla y diversificación de los espermatófitos. Precisiones conceptuales y aspectos taxonómicos. Semillas devónicas y reproducción hidraspérmica. Progimnospermas y ancestro de los espermatófitos. Importancia filogenética de las pteridospermas: Lyginopteridales y la elaboración del ápice nucelar. Medullosales, Callistophytales y evolución de la platispermia. Flora glosopteridácea de Gondwana. Caytoniales y otras pteridospermas mesozoicas. Registro fósil y origen de cícadas, ginkgos y coníferas. Enigmas evolutivos en gnetófitos. Cicadeoidófitos. Síntesis de las relaciones filogenéticas en gimnospermas. Cambios ambientales y paleoecológicos durante el Mesofítico.

Tema 12. Origen y diversificación de angiospermas. Definiciones. Paradigma ranaliano. Cronología de la aparición: evidencia fósil y relojes moleculares. Area de origen y expansión posterior. Registro precretácico. Contexto físico e hipótesis adaptativas. Interacciones bióticas. Fitogeografía del Cretácico Superior. Especulaciones sobre el ancestro angiospérmico y el origen de la flor y el carpelo: teorías euántica, pseudántica y euántica modificada; gamoheterotopía, relaciones con plantas productoras de Classopollis, Gigantopteridales, auge y declive del concepto cladístico de antófito, teoría de Frohlich. Genes MADS-box y origen evolutivo de la flor. Sistemas de clasificación. Controversias en torno al origen del endospermo triploide y la doble fecundación. Perspectivas de la investigación.

Tema 13. Eventos durante el Cenozoico. Cambios ambientales durante el Terciario. Distribución geográfica de la vegetación paleógena. Evolución de gramíneas. Declive de los bosques y expansión neógena de la vegetación xerofítica. Evolución de las plantas C4 y CAM. Paleofitogeografía del Mioceno y crisis del Mesiniense. Origen de la vegetación mediterránea europea. Determinismo orbital y refugios glaciares durante el Cuaternario. Filogeografía desde marcadores moleculares. Cambios de vegetación durante el Tardiglaciar y Holoceno. Individualismo de la respuesta vegetal al cambio climático. Inercia y respuestas tipo umbral. Fuego y pastoreo en la vegetación mediterránea.

• UNIDAD III

Tema 14. Extinción y supervivencia en la evolución de plantas. Definición, significado y causas de la extinción en masa. Diferencias entre el registro animal y vegetal: eventos Frasniense-Fameniense, Permo-Trías, Triásico-Jurásico, K-T. Fósiles vivientes en el registro vegetal. Extinción y ciencia de la complejidad.

Tema 15. Pautas y procesos de evolución vegetal: hacia un modelo geobiológico. Pautas de cambio evolutivo en el registro fósil de plantas. Discusión de los controles posibles: inducción abiótica y extrínseca, influencia climática de la variación orbital, cambios tectónicos. Causas de la correlación entre los eventos superpluma y los episodios de innovación vegetal. Modelo de Willis & McElwain. Conclusiones y perspectivas.