Browsing by Author "Avaria Llautureo, Jorge Luis"

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    El contexto macroevolutivo del éxito de invasión de especies.
    (Universidad de Concepción., 2023) Guzmán Rendón, Garen; Hernández Ulloa, Cristian Esteban; Avaria Llautureo, Jorge Luis
    La noción general acerca del éxito de las especies invasoras plantea que el éxito depende de algunos rasgos de historia de vida y de la capacidad para adaptarse (evolabilidad) a nuevas condiciones ambientales que experimentan las especies abruptamente durante el proceso de invasión. Actualmente existen predicciones contradictorias en cuanto al resultado del proceso evolutivo asociado a la invasión mediada por el hombre. Es decir, no sabemos si el resultado será evolución rápida hacia mayores o menores rasgos de historia de vida, y si existe una relación evolutiva entre el cambio de rango geográfico y el cambio de nicho térmico que favorecería la capacidad de adaptación a nuevos ambientes. En este sentido especies invasoras ofrecen una oportunidad única para entender y estudiar como especies colonizan y se adaptan a nuevos ambientes rápidamente, lo que es de suma importancia, ya que estos resultados predicen diferentes impactos sobre la biodiversidad nativa. En esta tesis se evaluaron las tasas, tendencias y relaciones evolutivas de los rasgos de historia de vida de especies invasoras contrastando los escenarios más probables y las predicciones que nacen de la teoría ecológica de invasiones en un contexto evolutivo. Considerando que la intervención mediada por el ser humano no solo tiene impactos ecológicos, sino que también tienen enormes consecuencias evolutivas y puede acelerar en gran medida el cambio evolutivo en las especies que nos rodean. Con este objetivo se usó como modelo de estudio especies de peces de la familia Cyprinidae, considerando que fueron probablemente las primeras especies de peces que se introdujeron fuera de sus áreas de distribución nativas en el siglo XVII, y se utilizaron nuevos métodos estadísticos filogenéticos para evaluar la idea de que los impactos generados por el hombre como la introducción de especies en nuevos ambientes podrían generar cambios en las tasas, las tendencias y la relación evolutiva en los rasgos que predicen el éxito de las especies invasoras. Los resultados generales nos indican que, durante el proceso de invasión de especies, rasgos como el tamaño corporal, la fecundidad, la edad de primera madurez, y el rango geográfico, han evolucionado con una fuerte señal filogenética y de manera acelerada desde que el hombre forma parte de la biota terrestre, además las tendencias evolutivas de estos rasgos muestran que el movimiento de especies de un lugar a otro mediado por el ser humano tiene implicancias sobre los rasgos, lo que genera cambios con tendencias positivas en especies invasoras. Por otro lado, nuestros resultados respaldan la existencia de una relación evolutiva histórica entre la tasa evolutiva del tamaño del rango geográfico y la temperatura en los peces de la familia Cyprinidae, la cual no cambia cuando incorporamos en el presente el efecto del estado invasor. Los cambios evolutivos acelerados y positivos observados en los rasgos evaluados en las especies invasoras de la familia Cyprinidae serían consecuencia de su introducción a nuevas áreas, sustentando cambios profundos con base genética heredable en rasgos que están asociados al éxito de invasión. Los resultados obtenidos en el presente estudio son innovadores y abren la puerta a solucionar el problema de los estudios ecológicos de las consecuencias evolutivas de las especies invasoras los cuales suelen confundir las causas del cambio fenotípico que las especies presentan al enfrentar un nuevo ambiente.
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    Diversificación del género Eriosyce (Cactaceae) en relación con la disparificación morfológica y el nicho climático.
    (Universidad de Concepción, 2023) Villalobos Barrantes, Heidy María; Guerrero Martín, Pablo César; Avaria Llautureo, Jorge Luis
    Uno de los biomas más ampliamente distribuido en el planeta es de las zonas áridas y semi-áridas. Chile con su geografía tan particular y por el conjunto de procesos orográficos, paleoclimáticos y geomorfológicos, hace que posea una flora con altos niveles de biodiversidad y endemismo. Pero estudiar los procesos implícitos en el origen de la biodiversidad puede ser una tarea relativamente laboriosa en grupos con morfologías similares y a menudo convergentes como es el género Eriosyce (Cactaceae). Este género podría presentar una mayor diversidad específica ya que gran parte de la riqueza de sus especies podría estar artificialmente oculta en complejos morfológicos de especies. Por otro lado, hay pocos estudios que integren mecanismos ecológicos y de diversificación de zonas áridas, así como la evolución de caracteres morfológicos y el nicho que expliquen la diversidad observada en plantas adaptadas a este bioma. Nuestro estudio se enfocó en: i) la delimitación de especies utilizando datos moleculares del cactus globoso "E. curvispina" con los que realizamos inferencias filogenéticas bayesianas sobre 87 individuos de Eriosyce, incluyendo nueve poblaciones de E. curvispina, y analizando tres intrones no codificantes plastidiales, un gen plastidial y uno nuclear. ii) la relación entre rasgos morfológicos con variables ambientales usando el método comparado filogenético, para evaluar la evolución de rasgos como la altura, volumen, tipo de raíz y tipo de tallo de los cactus del género Eriosyce y si la temperatura y la precipitación afectan su evolución. iii) se evaluó la diversificación en términos de nicho climático y morfológico. Los principales resultados son: i) desarrollamos 12 pares de microsatélites nucleares para evaluar la estructura genética a nivel poblacional. ii) identificamos cuatro grupos originados en eventos cladogenéticos independientes ocurridos a diferentes profundidades temporales. iii) observamos que la temperatura tiene un impacto sobre la altura y el volumen de los cactus, mientras que la precipitación sobre la forma y tipo de tallo y iv) que estos rasgos han evolucionado dado una ventaja adaptativa a estas plantas para colonizar nuevos lugares y sobrevivir en el tiempo e ir diversificándose.
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    Evolución del tamaño corporal y diversificación de la subfamilia Sigmodontinae (Rodentia: Muroidea) el rol de procesos micro y macro evolutivos.
    (Universidad de Concepción., 2013) Avaria Llautureo, Jorge Luis; Hernández Ulloa, Cristian Esteban; Rodríguez Serrano, Enrique Alfonso
    Los patrones actuales de biodiversidad muestran que ésta no se distribuye de manera uniforme a escala local, regional y entre los grupos taxonómicos, como lo muestra el patrón general de distribución de frecuencias de tamaños corporales a nivel interespecífico. Debido a que los patrones de diversidad son producto de procesos ecológicos e históricos, se han propuesto diferentes hipótesis micro y macroevolutivas como mecanismos causales al patrón observado, enmarcadas principalmente en la hipótesis de tamaño corporal óptimo y diversificación diferencial de los linajes según su tamaño corporal, respectivamente. Sin embargo, debido a que la diversificación de los linajes es dependiente de procesos microevolutivos que impone la hipótesis del tamaño corporal óptimo, ambas hipótesis no deberían considerarse de manera independiente. En esta investigación se evaluó si la actual distribución de frecuencias de tamaños corporales de la familia Sigmodontinae es producto de un tamaño corporal óptimo actuando como atractor evolutivo y promotor de una mayor tasa de diversificación. Esto mediante uso del método comparativo filogenético, basado en modelos “Nacimiento-Muerte” asociados a modelos de evolución de caracteres. Nuestros resultados entregan la evidencia suficiente para rechazar la hipótesis microevolutiva del tamaño corporal óptimo. Sin embargo, la distribución de frecuencias de tamaños corporales en los roedores sigmodontinos es causa, principalmente, de una tendencia de especiación no-adaptativa, la cual depende de este rasgo emergente, variable y heredable a nivel de especies, actuando como un óptimo a nivel macroevolutivo (i.e. selección de especies).
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    The center of origin of terrestrial mammalian carnivores and their fast body mass evolution associated to long distance dispersal.
    (Universidad de Concepción., 2023) Vallejos Garrido, Paulo Nicolás; Rodríguez Serrano, Enrique Alfonso; Avaria Llautureo, Jorge Luis
    Fundamental tasks to understand the spatial distribution of biodiversity are to estimate where and when species originated, and how did they disperse over space and throughout new environments, in addition to explaining the evolutionary responses associate d with this geographical movement. However, these estimations have been difficult to obtain because knowing the centers of origin and tracing the historical paths of species at macro scales has always been a hard challenge. Here, using a novel phylogenetic approach that considers the nature processes in a more accurate way at macro scales and the geographical i nformation of both extinct and extant diversity , we 1) estimated the center of origin of all ancestral species of terrestrial mammalian carnivores and their dispersal routes, and 2) evaluate whether the dispersal ability or trans continental dispersals i mplies a fast evolution in body size due the selective pressures of the environment. This doctoral thesis postulates that North America is an important center of origin of early lineages, as the complete clade of mammalian carnivores, the Oxyaenidae and C arnivoramorpha groups , except for Hyaenodonta whose origin was in Europe. North America is the place of origin for the order Carnivora and the subfamilies Feliformia and Caniformia. 350 of the 2632 (13.3%) geographical distances estimated correspond to tr ans continental dispersal events during the biogeographical history of terrestrial mammalian carnivores. Also, the long distance dispersal (LDD) explains the fast evolutionary change found in several independent and mainly recent lineages of terrestrial ma mmalian carnivores and thus their highly discrepant body sizes. Therefore, this thesis means a significant contribution to understanding the origin and distribution of terrestrial mammalian carnivores, achieving the biogeographical relevance of postulating a new center of origin for the complete group and the current order Carnivora, estimating for the first time the geographical distance traveled for all lineages and explain ing how this biogeographical process explain the phenotypical evolution of the group.
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    The varying rates of phenotypic evolution and historical processes reconstruction: Consequenses for the metabolic theory of ecology and adaptive radiation.
    (Universidad de Concepción., 2017) Avaria Llautureo, Jorge Luis; Hernández Ulloa, Cristian Esteban; Venditti, Chris; Rodríguez Serrano, Enrique Alfonso
    The rate at which phenotypic evolution proceeds varies widely across the tree of life, and this variation is fundamental to make accurate inferences about the evolutionary mechanisms that explain the origin of present-day biodiversity. In this thesis I evaluated the evolutionary prediction of two universal theories that makes clear assumptions about the rate of phenotypic evolution in order to explain all diversity patterns and the striking number of species reached by some clades: The Metabolic Theory of Ecology (MTE; chapter one), and Adaptive Radiation (chapter two). The MTE attempts to predict biodiversity patterns by the Basal Metabolic Rate (BMR) of organisms. Assuming that BMR is a direct consequence of temperature, it also predicts that BMR and Body Temperature (Tb) should evolved at constant rates, and hence in a correlated fashion during mammalian radiation. On the other hand, Adaptive Radiation predicts that the impressive species richness reached by some clades is caused by frequent episodes of past disruptive selection and speciation. I evaluated these predictions with new phylogenetic statistical methods that assumes evolution proceeds at variable rates. By accommodating shifts in the rate of phenotypic evolution across each branch of a time-calibrated phylogenetic tree, these methods have demonstrated that is possible to detect and reconstruct accurate historical evolutionary processes, even from data of extant species only. Our results reveal that BMR and Tb were decoupled during the 160 million years of mammalian evolution because they evolved at contrasting rates across each branch of the phylogeny. The observed accelerated evolution of BMR, caused by the abrupt changes in the environmental temperature, was the pivotal process explaining this decoupled scenario. This demonstrates that neither the kinetic effect of Tb nor the functional mechanisms between both traits, constrained BMR to evolve as a direct response of Tb evolution. On the other hand, I find that the distinction between species originated by divergent and directional selection was fundamental to identify the proportion of species originated by an Adaptive Radiation in Sigmodontinae rodents, and these distinction was possible only by studying the rate of body size evolution, branch per branch in the phylogeny. This thesis brings new empirical information that support the importance of variation in the rate of evolution to make appropriate evolutionary predictions expected under the MTE. Furthermore, this thesis provides a new theoretic-based approach that allows to detect the species in a clade originated by an adaptive radiation. These findings arise by the idiosyncrasy of rate variation within the lifespan of species. Consequently, any study that seeks to understand current biodiversity patterns by studying the historical process of phenotypic evolution, should evaluate to what extent the rate of phenotypic evolution varies in both ancestral and extant species, and therefore, in each branch of the phylogenetic relationships.
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