Intro2, evolución genética y etología, Apuntes de Psicología. Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
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Intro2, evolución genética y etología, Apuntes de Psicología. Universidad Autónoma de Madrid (UAM)

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Asignatura: Introducción a la psicología II, Profesor: , Carrera: Psicología, Universidad: UAM
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BLOQUE 2. Evolución, Genética y Etología

TEMA 1 La psicobiología es el estudio biológico del comportamiento y de los procesos psicológicos subyacentes.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN en Biología (más allá de los organismos)

Molécul as - Células - Individu os - Poblaciones - Comuni dades - Biosfera

• Genética

CAUSACIÓN ASCENDENTE Y DESCENDENTE

(enfoques de abajo a arriba y de arriba abajo)

REDUCCIONISMO, DETERMINISMO Y EMERGENTISMO

CAUSACIÓN ASCENDENTE ( Enfoque de abajo a arriba):

REDUCCIONISMO TEÓRICO: Las propiedades de un nivel de organización (comportamiento) se pueden reducir, y explicar en su totalidad, a partir de las propiedades de un nivel inferior (cerebro, genes). (Entendiendo las propiedades de las partes no necesitamos nada más)

DETERMINISMO: Cualquier propiedad de un sistema (psicología) se puede explicar como la consecuencia INELUDIBLE de una causa (genes). (Asumir que una causa es suficiente para explicar un proceso complejo) • DETERMINISMO BIOLÓGICO: 1º. Que los fenómenos sociales

dependen del comportamiento de los individuos y 2º que los comportamientos individuales son consecuencia de unas características físicas innatas

CAUSACIÓN DESCENDENTE (Enfoque de arriba a abajo):

EMERGENTISMO: Las propiedades o procesos de un sistema (comportamiento, psicología) de organización compleja no se pueden reducir a las propiedades de sus elementos constituyentes (niveles inferiores de organización). La interacción y la causación descendente generan nuevas propiedades.

CAUSAS INMEDIATAS, PRÓXIMAS Y CAUSAS ÚLTIMAS: el papel del desarrollo

FUNCIÓN de estímulos ambientales (test) y orgánicos (cerebro, fisiología) CAUSAS INMEDIATAS expresión dependiente de las condiciones de desarrollo.

CAUSAS PRÓXIMAS: MECANISMOS + DESARROLLO (efectos sobre la eficacia)relacion individuo-ambiente

CAUSAS ÚLTIMAS: FUNCIÓN + EVOLUCIÓN relación de un individuo con los demás.

1. “Causas” biológicas PRÓXIMAS (fisiología, genética, desarrollo) y ÚLTIMAS (función y evolución): TIEMPO

2. “Causas” biológicas ascendentes (ORGANISMO-AMBIENTE) y descendentes (AMBIENTE-ORGANISMO)

3. Propiedades de los sistemas complejos emergentes, no reducibles ni predecibles a partir de las propiedades de sus componentes

4. Diferencias biológicas ≠ diferencias genéticas

TEMA 2: Genética del desarrollo

GENÉTICA CUALITATIVA Y CUANTITATIVA

Genética cualitativa: Caracteres de clase Variación discreta Pocos genes (pocos alelos) Efecto individual de los alelos discernible Análisis de cruzamientos individuales y sus

descendientes (proporciones)

Genética cuantitativa Caracteres de grado Variación continua

Muchos genes (muchos alelos) Efecto individual de los alelos no discernible

(sumable al de los restantes alelos) Análisis de poblaciones (estadístico) Fenogénesis más larga

Leyes de Mendel Ley de la Uniformidad: al cruzar dos líneas

puras cada una con una variante de un carácter, los individuos de la F1 presentan el mismo fenotipo.

Ley de la Segregación: Las variantes recesivas vuelven a aparecer en la F2 (3:1).

Ley de la Combinación Independiente: cada uno de los alelos de distintas parejas se combinan de forma independiente unos de otros.

Dominancia e Interacción Génica Codominancia: cuando los integrantes de la

F1 presentan características fenotípicas de ambos progenitores. • Ej. Grupos A y B sanguíneos.

Dominancia Intermedia: los integrantes de la F1 presentan un fenotipo intermedio entre los dos progenitores.

• Ej. Flores rosas (Rojo + Blanco) ■ Pleiotropismo: un genotipo se relaciona con

distintos fenotipos. • Ej. Moscas yellow

Epistasia: la proporción de fenotipos de la F2 no se ajusta a la 3ª ley de Mendel (segregación). Un gen enmascara el efecto del otro gen.

• Ej. Sordera congénita humana.

GENOTIPOS, FENOTIPOS Y AMBIENTES

Fenotipo: manifestación aparente, externa, observable, medible… del genotipo.

Genotipo: constitución genética (conjunto particular de genes de un individuo o de una población)

Ambiente: El efecto de los genes puede variar dependiendo del ambiente y viceversa. El genotipo A puede ser superior (adaptativamente) al genotipo B en el ambiente X, pero inferior en el ambiente Y.

El valor fenotípico de un individuo P=G+E+GE El valor genotípico se descompone en: A: valor genotípico aditivo suma de los efectos de todos los alelos D: desviación dominante interacciones entre alelos del mismo locus I: desviación de interacción debido a las interacciones de distintos loci.

METÁFORAS DEL DESARROLLO: Los genes como programas de desarrollo.

• No todo está escrito en los genes al nacer. Importancia de la interacción con el ambiente. • PREFORMACIONISMO (gen predictor de fenotipos): hacer visible lo que

esta latente; los genes como programas de desarrollo genes que determinan el estado final del organismo, el ambiente aporta condiciones para que los genes de expresen. El cigoto contiene todo el programa de desarrollo. (homúnculo)

• EPIGÉNESIS(gen no relación clara con fenotipo): genes limitan la capacidad; y genes determinan tendencias (solo con la interacción con el ambiente se puede desarrollar su fenotipo)

ORÍGENES DE LA DIVERSIDAD DURANTE EL DESARROLLO: Regulación de la expresión génica

Regulación de la expresión génica: Modelo del Operón (genes y proteínas reguladoras impiden la expresión de genes estructurales) (región reguladora impide la unión de ARN polimerasa y por tanto la expresión del gen estructural) (molécula inductora, modifica la estructura del represor y permite la expresión del gen estuctural). Represión de genes.

A corto plazo: • Molécula correpresora • Modifica la estructura del

represor para la unión en la región reguladora • Impide la expresión del gen

estructural ■ A largo plazo:

• Desarrollo del organismo. • Modificación del ADN

permanente (no irreversible/clonación) • Impide la expresión de genes

determinados • Vías de represión:

Homeogenes: Relacionados con la diferenciación de estructuras corporales. Interacción genes y moléculas.

Metilación: Inserción de un grupo metilo en nucleótidos. Impide la unión de la ARN Polimerasa. No transcripción del gen.

Condensación: Impide la unión de la ARN Polimerasa. Grandes segmentos o cromosomas enteros Ej. Mosaicismo (gatas tricolor).

EPIGENÉTICA Y PLEIOTROPÍA

Pleiotropía: un genotipo se relaciona con distintos fenotipos. Efectos fenotípicos múltiples.

■ Ej. Individuos Yellow en Drosophila. Comportamiento reproductor.

EPIGENÉTICA: Cambios heredables (y revertibles) en la función génica, relacionados con factores no genéticos, que se producen sin cambio en la secuencia del ADN: cualquier control que ejerza algún metabolito o proteína externa a la secuencia de ADN sobre la expresión genética.

■ Mecanismos: metilación (adición o remoción de un grupo metilo (CH3) a moléculas de citosina), acetilación, fosforilación….

■ Estudio de las interacciones entre genes y ambiente que se producen en los organismos

AMBIENTE Y DESARROLLO: Normas de reacción y plasticidad

Norma de reacción: normas de la expresión fenotípica de un genotipo en diferentes ambientes. Rango continúo de fenotipos posibles.

Polifenismos: Rango discontinuo de fenotipos posibles. Ej. Animales en el ártico cambian su color de blanco a marrón de manera cualitativa.

TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN

Transmisión de la información: no sólo de padres a hijos, también, entre individuos no emparentados. Además se puede producir en la misma generación.

Herencia: genética y no genética. Transmisión de información entre individuos.

• Herencia genética: información codificada en el ADN que pasa de padres a hijos.

• Herencia no genética: otra información no codificada en el ADN. Puede ser:

Epigenética: modificación en la expresión génica, no en el ADN.

Parental: cualquier efecto del fenotipo del progenitor sobre el fenotipo del hijo. (ej. Si tu padre es muy permisivo o no, tu eres de forma diferente)

Ecológica: herencia del ambiente de los antecesores. Teoría de la Construcción del Nicho

Cultural: información que se transmite socialmente. Aprendizaje social.

Heredabilidad (H2 ): cantidad de variación fenotípica en una población “atribuible” a causas genéticas.

• Cambia según el carácter, la población y las circunstancias ambientales a las que están sujetos los individuos.

• Se refiere siempre al paso de una generación a la siguiente, y por tanto no puede hablarse de un valor único de la heredabilidad para un carácter de una determinada especie.

DESARROLLO Y EVOLUCIÓN, TEORÍA EVO-DEVO • Los hijos se parecen más a los padres • Existen fósiles que representan estadios intermedios en relación a otros

y a las especies actuales. • La regulación de la transcripción proporciona un rico sustrato para la

diversidad morfológica • Las variaciones en la expresión génica durante el desarrollo pueden

proporcionar más variación para que la selección natural que actúe sobre ellos sea mejor que la que se produce solamente en el producto génico.

♦ Heterocronía cambios en el tiempo de desarrollo embrionario. ♦ Heterotopía cambios en el lugar de la expresión de un gen ♦ Heterometría cambios en la cantidad de producto que expresa un gen durante los

procesos de desarrollo embrionario. ♦ Heterotipiacambios en la función de proteínas relacionados con variaciones en la

región codificadora de un gen. El ambiente puede ser una fuente de variación fenotípica. (Plasticidad fenotípica) Los individuos no solo se adaptan el ambiente sino que lo modifican.

LA GENÉTICA DE LA CONDUCTA: Concepto de heredabilidad La heredabilidad en sentido estricto h2 es el cociente entre la varianza genética aditiva y la varianza fenotípica.h2= VA / VP Los animales permiten más control experimental: control reproducción, cepas, invertebrados vida breve, ambiente menos variable, manipulación ambiental.

U.3: Biología Evolutiva (Evolución) y Etología Explicación biológica de la conducta desde las causas últimas.

Desarrollo y Etología: Periodos sensibles Juego

Especie y proceso de especiación Genética de poblaciones y evolución Variabilidad genética en las poblaciones naturales Selección natural y cambio evolutivo Selección sexual Gradualismo, neutralismo y equilibrio puntuado Evolución y función de la conducta

Periodos sensibles (el marco de aprendizaje es mayor, no se aprende de la misma manera

pero se puede aprender) /periodos críticos (si no lo aprende en un periodo determinado ya no lo puede aprender): Fenómeno determinado por factores biológicos (internos) y ambientales (externos). Los

animales manifiestan una marcada sensibilidad (“atracción”) hacia algunos estímulos del entorno en momentos tempranos de la vida y periodos muy cortos de tiempo.

Interactuando con dichos estímulos, en esos momentos, “aprenden” algo.

• Filogenéticamente previsto para un momento muy concreto de la vida del

sujeto.

• Se completa pronto, aunque puede afectar a conductas específicas que aparecen en la edad adulta. .

• Su duración varía según el tipo de especie (su “historia vital”).

• Aprendizaje que, en primer lugar, posibilita respuestas a características generales del estímulo, para facilitar posteriormente discriminaciones más finas (adquisición y estabilización).

• Aprendizaje muy estable y en muchos casos irreversible.

• Se da sin refuerzo alguno por el éxito de la conducta.

TIPOS

Animales precociales Impronta filial o de seguimiento Búsqueda de objetos en movimiento y de cierta forma

Preferencia por estímulos familiares

Recelo de objetos extraños Aproximación y seguimiento

Adquisición/ Aprendizaje Estabilización

Impronta sexual

Adquisición temprana Estabilización ya en edad adulta

Animales altriciales Teoría del apego

Formación de vínculos afectivos en edades tempranas (procesos más

complejos) Efectos de la separación

Deprivación temprana

- Alteración del comportamiento adulto - Carencia de interés por el ambiente

- Conductas muy estereotipadas (balanceo) Privación del ambiente.

Primates/ separación de la madre: - Nerviosismo

- Llamadas insistentes - Reducción de movimiento

- Postura encorvada APEGO INDEPENDIENTE DEL REFUERZO ALIMENTICIOprefieren madres amorosas a

las que les dan comida.

Juego: Mayoría de los mamíferos y algunas aves. Puede dirigirse a uno mismo, a otros (juego social) o a objetos.

Alcanza su pico antes de la adolescencia para luego desaparecer. Aparece sin propósito aparente en un contexto relajado y sin violencia,

en el que las conductas no cumplen la función biológica que realmente tienen. A inmediato/corto plazo: proporciona beneficios físicos y cognitivos

(entrenamiento motor, maduración sensorial). A medio/largo plazo: posibilita la adquisición de habilidades sociales

(roles, comunicación, relaciones)

Especie y proceso de especiación Especie: es la unidad básica y natural de clasificación biológica. Conjunto de

organismos o poblaciones naturales capaces de reproducirse entre sí y de tener

descendencia fértil, a la vez que están aisladas reproductivamente de otras distintas.

Especiación: a partir de una población común, proceso de formación de

nuevas poblaciones que van a quedar aisladas reproductivamente, por aparición de

“barreras” que disminuyen o eliminan el flujo genético entre ellas.

Tipos: Especiación simpátrida (“misma patria”): separación y

formación de nuevas especies por cambios genéticos en las poblaciones.

Especiación alopátrida (“otra patria”): separación y

formación de nuevas especies, por razones geográficas (colonización de

nuevos hábitats o cambio geológico).

MICROEVOLUCIÓN: sustitución de unos genes por otros en la población

MACROEVOLUCIÓN: sustitución de una especie por otra o varias

Procesos de aislamiento reproductivo

Postcigóticos: (aún posible la reproducción / híbridos) ■ Reducen fertilidad o viabilidad de la

descendencia de los híbridos.

■ Reducen fertilidad de los híbridos.

■ Reducen viabilidad híbridos (cigotos no

alcanzan madurez sexual o no se desarrollan).

■ Ejemplo: Mula: momento de especiación postcigótica (yegua X burro) con reducción de fertilidad de los

híbridos.

Precigóticos: (no posible la reproducción) ■ Aislamiento gamético (no atracción entre óvulos

y espermatozoides).

■ Aislamiento mecánico (distinto tamaño o forma

de genitales).

■ Aislamiento etológico (no atracción sexual entre

machos y hembras).

■ Aislamiento temporal (apareamiento en distinto

momento del día o del año).

■ Aislamiento ecológico (mismo territorio pero

hábitats distintos).

Genética de poblaciones y evolución Individuo --- Unidad de Mutación y Selección

Especie --- Unidad de Evolución

¿Cómo se genera la diversidad?

1º mutación de un individuo y 2º selección (amplificación en la población)

• No evoluciona el genoma de un sujeto, sino el conjunto de genes (acervo genético) de poblaciones/especies

• La evolución es un proceso de azar (variabilidad genética) y determinismo (selección natural)

• Es necesario conocer las dinámicas evolutivas a esta escala (fuentes de variación genética, agentes naturales que actúan sobre ellas, procesos y

resultados, ya que todo ello constituye la base de la evolución)

Variabilidad genética en las poblaciones naturales Necesaria una alta variabilidad genética como punto de partida. reproducción sexual y

herencia.

Equilibrio: La Ley de Hardy-Weinberg (1908) propone que en las poblaciones con

reproducción sexual al azar el proceso de la herencia, por sí mismo, no cambia las

frecuencias de los alelos, ni las de los genotipos, que permanecen estables y en equilibrio

de generación en generación.

Alteraciones del equilibrio

Mutaciones Flujos genéticos (migraciones)

Deriva genética al azar (muestreo aleatorio/pérdida de alelos por azar) Selección natural Proceso por el cual las especies evolucionan.

Selección normalizadora o estabilizante --- Fenotipo único óptimo (favorece un valor intermedio, ej. 3kg de los bebes)

▲ Selección direccional --- Cambio de fenotipo (las polillas blancas se mimetizaban con el ambiente, la contaminación modificó el ambiente y morían las claras pero sobrevivían

las negras)

▲ Selección disruptiva --- Polimorfismos genéticos (todo vale)

▲ Selección dependiente de la frecuencia --- Favorece el éxito de los fenotipos raros (rubias y morenas)

▲ Selección sexual --- Favorece los fenotipos óptimos para la obtención de una pareja y para la reproducción.

• Puede ser intra (Competencia entre machos) o intersexual (Elección

de pareja). Ligada a la inversión parental diferencial y a las distintas formas de

apareamiento y reproducción.

■ Intrasexual

Tácticas de competición:

• Precopulatoria: luchas

abiertas entre los machos ,peleas, amenazas, engaños.

• Postcopulatoria:

competencia espermática, inmovilización, vigilancia y

monopolización de las hembras, abortos inducidos, infanticidio.

■ Intersexual

Tácticas de “oferta de beneficios” al

otro sexo, directos o indirectos: • Disponibilidad de

recursos/macho dominante

• “Buenos genes”/

señalización honesta

• Hipótesis del hijo sexy

(modelo de Fisher)

• Macho bondadoso

• Macho raro

▲ Selección de parentesco o de grupo:

• Favorece el éxito reproductivo de los parientes Evolución de la

conducta altruista. Ejemplo: abejas y monos.

GRADUALISMO, MEUTRALISMO Y EQUILIBRIO PUNTUADO. Gradualismo: Selección Natural Darwiniana Neodarwinismo, Contempla azar,

determinismo y un ritmo lento, gradual y progresivo de acumulación de pequeños cambios

que dan lugar a otros más grandes y explican la evolución.

Neutralista: los cambios genéticos ni favorecen ni perjudican, se fijan por azar. Minimiza el papel del ambiente y de la selección natural.

Equilibrio puntuado: La evolución no sigue un proceso de pequeños cambios o un ritmo regular. Hay periodos en los que no ocurre nada y otros en los que aparecen grandes

cambios.

Evolución de la conducta (filogenia) Reconstrucción de la historia evolutiva de las conductas

• Problemas.

• La conducta no fosiliza.

• Determinar en qué medida una conducta está perfilada por la

filogenia o por presiones ecológicas más actuales

• Solución.

• Estimación indirecta: uso de herramientas metodológicas.

• Utilización del método comparativo: establecer comparaciones

interespecíficas a partir de clasificaciones filogenéticas, analizando

similitudes.

HOMOLOGÍA: carácter cuyo parecido entre dos especies se explica por su parentesco común. (ej. Las extremidades de los mamíferos)

ANALOGÍA/ HOMOPLASIA: carácter cuyo parecido entre dos especies se explica por presiones selectivas similares del ambiente (evolución convergente/

paralelismo).(ej. Alas de las aves y de los murciélagos)

FUNCIÓN DE LA CONUCTA: Los estudios pretenden conocer la relación entre la eficacia

del diseño y el ambiente, su valor adaptativo y su utilidad a largo plazo (contribución a las

siguientes generaciones)

• Maximizar el éxito reproductivo propio y el de los parientes

• Cualquier conducta reporta beneficios y costes, a largo plazo resistirá la que

lleva más beneficios que costes.

• La selección natural hará que los animales perfilen estrategias y alternativas

de conducta óptimas.

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