Descripción: Se ha propuesto que la divergencia fenotípica entre humanos y chimpancés se debe en gran medida a cambios en la regulación de genes que participan en el desarrollo en lugar de cambios en las secuencias codificantes de proteínas de los genes. Hipotetizamos que la explosión sin precedentes en el repertorio del comportamiento humano se debe a la adquisición de nuevos patrones de expresión de genes preexistentes. Previamente en nuestro laboratorio, se analizó la distribución en el genoma de secuencias genómicas no codificantes (denominados human accelerated elements, HAE) que muestran evidencia de evolución acelerada en el linaje humano (aumento en la tasa de sustitución de nucleótidos). Esto permitió identificar la agrupación más grande de HAEs en el genoma humano ubicada dentro del locus del gen que codifica para la proteína neuronal PAS domain-containing protein 3 (NPAS3). NPAS3 codifica un factor de transcripción bHLH-PAS que se expresa ampliamente en el sistema nervioso en desarrollo del ratón y de humano, y su disfunción se ha asociado con la etiología de la esquizofrenia y el síndrome bipolar en humanos. En el locus de este gen se agrupan 14 HAEs. En este trabajo, realizamos un ensayo comparativo utilizando las secuencias ortólogas de humano y de chimpancé, para determinar si los 14 elementos NPAS3-HAEs funcionan cómo activadores transcripcionales o enhancers en líneas de peces cebra y ratones transgénicos. Identificamos dos NPAS3-HAEs (HAR202 y HACNS658) en los que la versión humana perdió función cómo enhancer en comparación con la versión de chimpancé, que funciona como un fuerte enhancer durante el desarrollo del cerebro. Para determinar si la función enhancer se perdió en el linaje humano o lo que ocurrió fue una ganancia de función en el linaje de chimpancé, seleccionamos el elemento HAR202 y realizamos estudios comparativos con secuencias de mono macaco Rhesus, ratón y pez cebra. Encontramos que el elemento HAR202 perdió específicamente su función enhancer como consecuencia del proceso evolutivo en el linaje humano. Para analizar cuál es el efecto funcional de la perdida de HAR202 sobre la expresión del gen NPAS3 generamos un linaje de ratones mutantes que carece de este elemento en el genoma. Además, identificamos un elemento regulatorio, HACNS96 que ganó función de activador transcripcional en el sistema nervioso central en el linaje humano. Por otra parte, ha sido ampliamente estudiada la función del gen NPAS3 en el desarrollo del cerebro y también en el desarrollo de las vías respiratorias. Sin embargo, ha sido postulado que este gen podría participar también en el desarrollo craneofacial ya que personas que presentan una deleción en su genoma que incluye al gen NPAS3 presentan holoprosencefalia. La holoprosencefalia (HPE) es la anomalía del desarrollo más común que afecta el patrón del prosencéfalo humano y las estructuras craneofaciales asociadas. Para investigar si npas3 está involucrado en el desarrollo de estructuras craneofaciales, realizamos estudios de genética molecular en el pez cebra. El análisis de npas3 de peces cebra mutantes nulos (knockout) y en los que se indujo una marcada reducción de la expresión (knockdown) reveló anormalidades craneofaciales críticas que indican que este gen desempeña un papel clave en el desarrollo de estas estructuras. Además, npas3 demostró ser esencial para el desarrollo del sistema nervioso y del sistema branquial en el pez cebra. Curiosamente, la ablación o reducción de npas3 afecta la expresión de Sonic hedgehog (shha), un gen maestro del desarrollo que cuando se muta produce holoprosencefalia. Nuestros resultados sugieren el gen NPAS3 desempeña un papel en el desarrollo craneofacial.

Descripción: Toda sucesión de aminoácidos forma una cadena lineal, pero sólo una minúscula fracción de esas cadenas puede adquirir ciertas estructuras tridimensionales estables en las condiciones apropiadas. Este proceso, denominado plegado, es característico de los polipéptidos que realizan actividades biológicas específicas en los organismos vivos: las proteínas naturales. La hipótesis central de este trabajo es que es posible comprender las relaciones entre las secuencias, la termodinámica de plegado y función biológicas utilizando las señales que ha dejado la evolución en las secuencias naturales. En particular, nos focalizamos en las proteínas repetitivas que constituyen un sistema privilegiado para enfrentarse al problema del plegado. Comenzamos construyendo, curando y analizando un set de datos de secuencias naturales con 1.2 millones de regiones Ankirinas, la familia repetitiva más numerosa. Encontramos que estas proteínas no están formadas por repeticiones de secuencia ordenadas al azar, sino que existen correlaciones características entre las unidades. En particular, los arreglos de repeticiones más largos están formados por repeticiones más similares entre sí. Utilizamos el set de secuencias naturales para aprender un modelo estadístico que infiera las restricciones evolutivas sobre arreglos repetitivos de distinto largo. Proponemos una familia de modelos que incorporan además de mutaciones puntuales, duplicaciones y eliminaciones de repeticiones completas. Encontramos que para reproducir los patrones de correlación entre repeticiones de arreglos naturales es necesario incorporar un mecanismo de ráfagas de duplicaciones que ponen al sistema fuera del equilibrio. Finalmente, proponemos un esquema para mapear localmente la información evolutiva de una secuencia en un modelo de Ising de grano grueso que describe el plegado de proteínas repetitivas. Logramos caracterizar la termodinámica de plegado de miles de proteínas de la familia Ankirina, utilizando solamente información de secuencia. Generamos curvas de plegado térmico y encontramos dominios e intermediarios de plegado que resultan altamente compatibles con resultados experimentales. Encontramos una gran variedad de mecanismos de plegado y demostramos que la estabilidad y la cooperatividad de un arreglo de repeticiones se pueden estimar directamente de las secuencias con un score energético sencillo.

Descripción: Comprender la arquitectura genética de caracteres ecológicamente relevantes requiere de la contribución de diversas disciplinas dentro de la biología, ya que es necesario conocer numerosos factores involucrados en la expresión de la misma. Por otro lado, es también una oportunidad de poner a prueba hipótesis sobre la evolución de los organismos. Por la tanto, este tipo de análisis debe realizarse en un marco multidisciplinario y el organismo modelo Drosophila melanogaster es ideal para tal propósito. En el presente trabajo se han estudiado diferentes aspectos de la arquitectura genética del comportamiento olfativo en D. melanogaster. En particular, a) se identificaron genes candidatos a participar en el comportamiento olfativo larval, de los cuales algunos son exclusivos de larva y otros también participan en la arquitectura genética del olfato adulto; b) se describieron las propiedades de variación de la arquitectura genética del carácter en larvas y moscas adultas derivadas de poblaciones naturales de Argentina; c) basándose en resultados obtenidos en diferentes niveles de análisis se demostró que la interacción genotipo por ambiente es una parte importante de la arquitectura genética del comportamiento olfativo larval y adulto; d) se encontró que las diferencias en la arquitectura genética del olfato entre estadios del ciclo de vida repercute en que en que la canalización y la presencia de variabilidad genética críptica son más importantes en adulto que en larva y e) se analizaron las fuerzas evolutivas que actúan sobre los genes olfativos en 6 especies pertenecientes al grupo de especie D. melanogaster, lo que permitió determinar que la selección purificadora es el proceso que afecta a las tasas de sustituciones nucleotídicas en la mayoría de los genes olfativos y por el contrario la selección positiva tiene poca incidencia, también que las tasas de evolución de los genes olfativos dependen de la posición que ocupan en el sistema olfativo en la mayoría de las especies analizadas.

Descripción: Los filistátidos son una antigua familia de arañas cribeladas sin parientes cercanos vivientes. Son uno de los primeros linajes de arañas araneomorfas y presentan una complicada mezcla de caracteres primitivos y derivados que las convierten en un taxón clave para elucidar el árbol evolutivo de las arañas. Su moderada diversidad (~160 especies en 19 géneros) está distribuída principalmente en zonas subtropicales áridas y semi-áridas de todos los continentes, excepto la Antártida. Sin embargo, sus hábitos crípticos y morfología simple hacen con que el estudio de su diversidad se vea dificultado, por lo cual la taxonomía de la familia ha sido relativamente poco estudiada y muchas especies sigan siendo desconocidas para la ciencia. El objetivo de esta tesis es estudiar a fondo la diversidad y relaciones de parentesco entre los miembros de Filistatidae, con énfasis en los géneros que ocurren en el continente americano. Para tanto, procedí al examen de ~5500 de especímenes de filistátidos depositados en museos y colecciones científicas alrededor del globo, representando todos los géneros y regiones geográficas donde ocurren. A partir del estudio de la morfología de dichos ejemplares utilizando técnicas de microscopía óptica y electrónica, produje una matriz de 270 caracteres morfológicos codificados para 85 especies de filistátidos eligidos para representar la diversidad filogenética de la familia. Además, secuencié fragmentos de cuatro marcadores moleculares (COI, 16S, H3 y 28S) para 76 especies, totalizando 2392 pb. El análisis de los datos (morfológicos, moleculares, y combinados) consistentemente indica la separación de los Filistatidae en dos subfamilias, Prithinae y Filistatinae, además de soportar varios grupos de géneros: Filistata, Zaitunia y un nuevo género de Madagascar; Sahastata y Kukulcania; todas las Prithinae excepto Filistatinella y Microfilistata; Antilloides y Filistatoides; un gran grupo del Viejo Mundo incluyendo a Pritha, Tricalamus, Afrofilistata, Labahitha, Yardiella, Wandella y posibles géneros nuevos; y un grupo sudamericano formado por Lihuelistata, Pikelinia y Misionella. La mayoría de los géneros son válidos, aunque Pikelinia sea parafilético en relación a Misionella, por lo cual propongo que los dos géneros se consideren como sinónimos. Propongo varias nuevas combinaciones genéricas para que la nomenclatura refleje los resultados filogenéticos obtenidos. Todos los géneros son profusamente ilustrados, redescritos, re-diagnosticados y tienen su distribución geográfica mapeada. Reviso la taxonomía de varios grupos, principalmente americanos. Los géneros Filistatinella (México y Estados Unidos) y Kukulcania (principalmente Norte y Centroamérica, con poblaciones introducidas a Sudamérica) son completamente revisados con base en el examen de especímenes tipo y nuevos ejemplares depositados en colecciones; describo respectivamente siete y ocho nuevas especies de cada género, además de una nueva especie de Antilloides (México). Finalmente, presento comentarios taxonómicos y una pequeña revisión de las especies conocidas de los géneros sudamericanos Pikelinia, Lihuelistata y Misionella, con comentarios sobre especies desconocidas de Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia y Perú. Frente a la hipótesis filogenética obtenida y las distribuciones geográficas de los distintos géneros y especies, discuto la evolución de algunos sistemas de caracteres morfológicos, así como algunas hipótesis biogeográficas apuntadas a explicar la actual distribución de la familia y sus principales clados.

Descripción: Esta tesis doctoral analiza los pulsos y eventualmente mecanismos de deformación ocurridos en los Andes Centrales del Sur a lo largo de una transecta ubicada a los 37ºS. Para ello se seleccionaroncuatro zonas, que de oeste a este son la Cordillera del Viento, el plateau volcánico del Tromen, lasierra de Reyes y el complejo volcánico Chachahuén. Cada una de estas zonas presenta evidencias deuno o más pulsos de deformación que afectaron al margen andino desde el Cretácico superior enadelante. Debido a los contrastantes tiempos de estructuración y columna geológica aflorante seaplicaron diferentes metodologías entre las que se destacan: i) utilización de cortes estructuralesbalanceados para representar un modelo de la estructura, ii) utilización de métodos potenciales paratener un mejor conocimiento del subsuelo, iii) análisis geocronológicos de U/Pb en circones detríticospara dilucidar la edad y las áreas de proveniencia, iv) análisis morfométricos de la red de drenaje ytopográficos para evidenciar actividad neotectónica y, v) realización de perfiles sedimentarios dedetalle con reconocimiento de fósiles que permiten acotar la edad y el ambiente de depositación de lazona. Como resultado del análisis de estas zonas se esboza un cuadro evolutivo para los Andes Centrales del Sur en el cual se reconocen cuatro pulsos de deformación que coinciden, con laspropuestas iniciales. Sin embargo su distribución muestra un patrón más complejo que lo esperadopreviamente. El sector de la Cordillera del Viento presenta un pulso de deformación durante el Cretácico Tardío seguido de una reactivación en el Mioceno tardío. Los mecanismos asociados a estealzamiento corresponden a la reactivación diferencial de hemigrábenes y creación de nuevoscorrimientos que cortan estas estructuras previas. Hacia el este, en el plateau volcánico del Tromen, sereconoce una fase pre-miocena que sufre una reactivación neotectónica produciendo alteracionessuperficiales que modifican la red de drenaje. Presumiblemente esta reactivación esté asociada con elascenso de material astenosférico en la región tal como revelan estudios magnetotelúricos. En el frenteorogénico, la sierra de Reyes se ha exhumado inicialmente durante el Eoceno y luego ha sufrido unafuerte reactivación neógena que registra una secuencia de destechado en su cuenca de antepaísasociada. Finalmente, este último pulso ha avanzado anómalamente hacia la región del antepaís dondese reconocen secuencias cretácicas inferiores de borde de cuenca emplazadas sincronicamente con unsistema de filones que datan esta deformación en 7 Ma. De esta forma se demuestra que la fajaplegada y corrida de Chos Malal ha crecido en secuencia entre el Cretácico Superior y el Eoceno, paraluego sufrir una reactivación de los sectores internos a partir de corrimientos fuera de secuencia entreel Mioceno y el Cuaternario, ubicándose actualmente el frente orogénico en el centro de la faja. Palabras clave: Andres centrales del Sur, fases de deformación, evolución tectónica.

Descripción: En América del Sur los metaterios han ocupado el rol de los grandes depredadores terrestres, cambiando esta situación con la formación del Istmo de Panamá y la consiguiente llegada de los carnívoros placentarios, que a lo largo del tiempo han tomado dicho rol. A su vez, los quirópteros es uno de los grupos de mamíferos placentarios más diversos y los únicos voladores, también se han adaptado a distintos tipos de dieta (como piscívoros, insectívoros, herbívoros, carnívoros propiamente dichos, hematófagos entre otros). Por otro lado el cráneo de los mamíferos ofrece gran cantidad de información sobre la dieta, relaciones filogenéticas y el comportamiento dado que está construido por complejos óseos. En este sentido hay gran cantidad de estudios que muestran la existencia de convergencias y restricciones evolutivas, principalmente entre Carnivora y Metatheria. En el caso de los murciélagos de hábitos carnívoros algunos autores han mostrado la existencia de convergencias con los representantes de Carnivora, en relación a hábito alimentarios en común. En esta tesis, mediante el uso de morfometría geométrica 3D, se ha encontrado que la forma del cráneo está principalmente afectada por las relaciones filogenéticas. Los hábitos alimentarios también tienen una relación con esta, aunque variando según el grupo, pero la mayor parte de la forma explicada por la dieta también está explicada por la filogenia, indicando que los hábitos alimenticios de estos mamíferos han cumplido un rol fundamental en la evolución del cráneo de estos mamíferos y sus linajes.

Descripción: El receptor nicotínico de acetilcolina (nAChR) α9α10 media la inhibición eferente de las células ciliadas del oído interno en vertebrados. La inhibición es el resultado de la entrada de Ca2+ a través del nAChR, que activa una corriente de K+ dependiente de Ca2+. El análisis de secuencias utilizando modelos de máxima probabilidad basados en codones mostró evidencias de selección positiva en el gen CHRNA10, codificante para la subunidad α10, en el linaje de mamíferos (Franchini y Elgoyhen, 2006). Proponemos que, como resultado de sustituciones no-sinónimas, los receptores α9α10 de mamíferos y no-mamíferos presentarían propiedades funcionales diferentes. Para poner a prueba esta hipótesis, estudiamos receptores recombinantes α9α10 de un mamífero (Rattus novergicus), un ave (Gallus gallus) y un anfibio (Xenopus tropicalis) expresados en oocitos de Xenopus laevis. Encontramos que los cambios ocurridos a lo largo de la evolución alteraron dramáticamente las propiedades de los receptores. A diferencia de la subunidad de rata, la subunidad α10 de pollo fue capaz de conformar receptores funcionales. Sorprendentemente, la permeabilidad al calcio del receptor α9α10 de pollo resultó significativamente menor que la del receptor de rata. Además, cambios en la subunidad α9 (y no la α10) resultaron responsables de las diferencias descriptas en la permeabilidad al Ca2+. El análisis de secuencias de los genes codificantes para todas las subunidades nicotínicas mostró que únicamente la subunidad α10 se encuentra bajo selección positiva en el linaje de mamíferos. Los resultados presentados demuestran una historia evolutiva diferente para los receptores α9α10 de mamíferos y no-mamíferos, con consecuencias funcionales de notable importancia para el funcionamiento del sistema eferente olivococlear.

Descripción: El sistema cactus-levadura-Drosophila es un modelo paradigmático en el estudio de la ecología evolutiva y química. El sistema biológico está compuesto por tres interactores básicos: 1) Miembros de la familia Cactaceae, los cuales cumplen el rol de hospedadores; 2) Una comunidad de microorganismos que inician el proceso de descomposición, donde las levaduras cobran especial importancia y 3) especies cactófilas del género Drosophila (Diptera), las cuales se desarrollan en los bolsillos necróticos generados en los tejidos de los cactus hospedadores. Las especies nativas Drosophila buzzatii y D. koepferae se distribuyen en áreas desérticas del norte del país. Aunque ambas especies se crían en tejidos necróticos de cactus de los géneros Opuntia (tunas) y Trichocereus (cactus columnares), exhiben cierto grado de especificidad de nicho. Muchas especies en el género Trichocereus se encuentran enriquecidas en alcaloides, químicos que funcionan como defensas antiherbivoría; mientras que en el género Opuntia estas defensas son más débiles, con diferente composición alcaloidea y en concentraciones mucho menores. Por lo tanto, cada género de cactus representa un ambiente químicamente diferente para las larvas de Drosophila que se crían en sus tejidos necróticos. El estudio de distintos caracteres en individuos de ambas especies de Drosophila criados en el cactus columnar permitió conocer el efecto detrimental de los componentes químicos de éste en el fitness de las moscas, lo cual sugiere un rol importante del componente alcaloideo en el patrón de uso de hospedador de las mismas. La exposición de individuos a altas concentraciones de aleloquímicos de T. terscheckii siguiendo determinados protocolos de selección, permitió generar cepas tolerantes de ambas especies de Drosophila. En este proyecto, nos propusimos usar estas herramientas generadas previamente con el fin de atender dos objetivos generales. El primero, busca estudiar caracteres que, sin ser blanco directo de la selección, responden a la misma de manera correlacionada. A través del segundo objetivo buscamos explorar las bases genéticas de la adaptación a los aleloquímicos de T. terscheckii. Particularmente, evaluamos el efecto de la adaptación sobre la conformación alar, la estabilidad de desarrollo y los costos en el fitness ante la cría en hospedadores alternativos, el efecto de la adaptación sobre la relación fecundidad-longevidad y el rol de la familia de monooxigenesas P450 en la detoxificación de estos aleloquímicos. Entre los resultados más relevantes observados a lo largo de esta tesis podemos mencionar: -Una implicancia parcial de la familia P450 en la detoxificación de los aleloquímicos de T. terscheckii en ambas especies de Drosophila. -Un costo en el fitness por la adaptación al régimen selectivo, evidenciado ante la cría en hospedadores alternativos en la cepa tolerante de D. buzzatii. -Un cambio de la conformación alar en ambas especies de Drosophila como consecuencia del proceso adaptativo. -Una tendencia a baja inestabilidad del desarrollo (estimada a través de la asimetría fluctuante) en la cepa tolerante de D. buzzatii. -Una disminución de la fecundidad y un incremento de la longevidad en los machos de la cepa tolerante de D. buzzatii. En conclusión, podemos decir que el proceso selectivo generó, no solo cepas de moscas tolerantes al estrés químico impuesto, sino que también modificó a las poblaciones experimentales en múltiples formas, afectando caracteres morfológicos y de historia de vida, la performance en hospedadores alternativos, la estabilidad del desarrollo y probablemente otros caracteres no abordados en esta tesis. De esta manera, la presente tesis hace énfasis en la complejidad de los procesos adaptativos y la integralidad de los organismos.

Descripción: La mancha púrpura de la semilla de la soja (MPSS) es una enfermedad fúngica distribuida en todas las regiones productoras de este cultivo a escala global. Se ha señalado al hongo Cercospora kikuchii como agente etiológico único de esta patología.Se exploran aquí las consecuencias del encuentro entre ese agente etiológico, genéticamente muy variable y de larga historia evolutiva, y la soja, cultivo de base genética muy estrecha y reciente expansión en todo el mundo. Para ésto se evaluaron las relaciones genéticas y genealógicas entre aislamientos tentativamente identificados como C. kikuchii de las principales regiones sojeras de Sudamérica. El análisis filogenético se expandió para evaluar la relación con especies provenientes de otros hospederos y geografías. Se obtuvieron aislamientos fúngicos de Argentina, Brasil y, complementariamente, del Estado de Arkansas (EEUU). El análisis estuvo basado en la información de secuencias nucelotídicas de hasta siete loci (seis nucleares y uno mitocondrial), con la que se confeccionaron diversos conjuntos de datos, acorde a los objetivos específicos de cada estudio. Las relaciones genealógicas se infirieron utilizando algoritmos de análisis de redes, de análisis discriminante de componentes principales y filogenias bayesianas. Las relaciones genéticas entre aislamientos fueron evaluadas con varias pruebas de recombinación. La cohesión interna de los grupos se evaluó mediante algoritmos bayesianos de delimitación de especies. Se caracterizó también la abundancia relativa de especies en diferentes países, regiones fitogeográficas y provincias. El análisis molecular de la varianza permitió estimar la estructura genética en diferentes escalas espaciales. Se establecieron gráficamente haplogrupos tomando como base los haplotipos discriminados. El alto nivel de diversidad haplotípica aparece organizado en 4 grupos (linajes) claramente diferenciados. Las topologías reticuladas fueron evidentes, sugiriendo conflicto de caracteres entre esos grupos. Se validaron 12 eventos de intercambio (intra e inter-locus) de un total de 67 haplotipos analizados, aún con umbrales altamente astringentes. El análisis filogenético mostró que esos linajes exhiben una relación monofilética con al menos 5 de las 70 especies de Cercospora reportadas, logrando su identificación tentativa. Se corroboró que, pese al flujo génico entre linajes, los reservorios génicos de esas especies son internamente coherentes. De todo esto se sigue que los eventos de intercambio detectados resultan de eventos de transferencia génica horizontal (TGH) entre especies. Este fenómeno jugaría así un rol importante en la evolución y epidemiología de los fitopatógenos en estudio. Se observó también una gran variación genética entre especies, así como una distribución heterogénea de las especies entre las regiones consideradas. La colonización de la soja por parte de los diversos patógenos fúngicos (nombrados como: Cercospora sp. Q, Cercospora sp. H, C. cf. sigesbeckieae, C. cf. flagelaris) se explicaría entonces por su capacidad polifágica oportunista, al acceder desde la vegetación lindante a los lotes. Por otra parte, C. kikuchii sería un patógeno específico del género Glycine. El nivel de intercambio genético entre especies registrado muestra que los agentes causales de la MPSS constituyen un singameón ó una multiespecie. Los resultados tienen implicancia en la comprensión de los desafíos que la situación epidemiológica acarrea en el desarrollo de fungicidas, el mejoramiento y la producción de soja, los cuales parecen ser mucho más serios de lo que hasta ahora se anticipaba.

Descripción: El presente trabajo de Tesis Doctoral se basa en el estudio citogenético clásico, molecular y evolutivo de especies de insectos hematófagos y predadores pertenecientes a las familias Cimicidae y Reduviidae del infraorden Cimicomorpha (Hemiptera: Heteroptera), que se caracterizan por presentar cromosomas holocinéticos. Se analizó el complemento cromosómico, el desarrollo meiótico masculino, el contenido, distribución y composición de la heterocromatina y el número y la localización de los genes de ADN ribosomal en las siguientes especies: Acanthocrios furnarii 2n=10A+XY/XX (macho/hembra) y Psitticimex uritui 2n=28A+X1X2Y (macho) (Cimicidae: Haematosiphoninae); Brontostoma colossus 2n=28A+XY (macho) y B. discus 2n=34A+X1X2Y (macho) (Reduviidae: Ectrichodiinae); Microtomus lunifer 2n=26A+2m+X1X2Y (macho) (Reduviidae: Hammacerinae); Apiomerus lanipes 2n=22A+XY (macho), Atrachelus (Atrachelus) cinereus 2n=26A+XY/XX (macho/hembra), Cosmoclopius annulosus 2n=24A+X1X2X3Y/X1X1X2X2X3X3 (macho/hembra), Graptocleptes bicolor 2n=22A+XY/XX (macho/hembra) y Zelus obscuridorsis 2n=16A+XY/XX (macho/hembra) (Reduviidae: Harpactorinae); Zelurus femoralis longispinis 2n=20A+XY/X1X2Y (macho) (Reduviidae: Reduviinae); Rhodnius prolixus 2n=20A+XY/XX (macho/hembra) y Triatoma infestans 2n=20A+XY (macho) (Reduviidae: Triatominae). El análisis citogenético clásico realizado en ejemplares de A. furnarii y P. uritui demuestra que la meiosis masculina en ambas especies es aquiasmática y de tipo collochores , la cual podría ser considerada como una característica citogenética que comparten los miembros de la familia Cimicidae. Sin embargo, A. furnarii y P. uritui poseen un patrón propio de meiosis aquiasmática, en el cual se pueden diferenciar tres regiones en los bivalentes autosómicos: i) regiones terminales que se encuentran en repulsión, ii) región media donde los cromosomas se ubican paralelos pero sin contacto y iii) pequeñas regiones dentro de la región media donde se localizan puntos de unión no quiasmáticos o collochores . La población de A. furnarii analizada previamente por otros autores (2n=32A+XY, macho) difiere de la aquí descripta (2n=10A+XY, macho). Esta notable diferencia en el número diploide de autosomas no puede ser explicada como politipismo; por consiguiente, se concluye que estos dos cariotipos pertenecerían a dos entidades taxonómicas diferentes. Sobre la base de los resultados descriptos en la presente Tesis Doctoral y los antecedentes citogenéticos disponibles se sugieren las siguientes tendencias evolutivas para la subfamilia Haematosiphoninae: i) fusiones autosómicas que provocaron una reducción en el número de autosomas; ii) fragmentación del cromosoma X ancestral originando sistemas sexuales múltiples y iii) fragmentaciones autosómicas que trajeron aparejado un incremento en el número de autosomas. Acanthocrios furnarii y P. uritui poseen un alto contenido de heterocromatina, ubicada en ambas regiones terminales de cada uno de los autosomas del complemento, por lo cual las regiones cromosómicas que se repelen son heterocromáticas. En A. furnarii, los clusters de ADNr se localizan en una de las regiones terminales de un par autosómico, mientras que en P. uritui se ubican en una de las regiones terminales de un par autosómico y de uno de los cromosomas sexuales. En ambas especies la composición nucleotídica de los genes ribosomales es rica en pares de bases GC. Además del amplio rango en el número cromosómico en la familia, la localización de los genes de ADNr es muy variable, lo que permite sugerir que el genoma de los cimícidos presenta una gran dinámica, que podría deberse a diferentes mecanismos tales como la recombinación ectópica y/o la presencia de elementos transponibles. Las especies de Reduviidae estudiadas comparten características que son típicas de la familia e incluso de Heteroptera: los bivalentes autosómicos son quiasmáticos y se dividen reduccionalmente en anafase I; los cromosomas sexuales son heteropicnóticos positivos durante la profase I temprana, asinápticos, aquiasmáticos y se dividen ecuacionalmente en anafase I. Sin embargo, también se han observado diferencias y/o particularidades citogenéticas: i) las especies analizadas presentan una disposición cromosómica desordenada en metafase I, independientemente del número cromosómico y del sistema de cromosomas sexuales que posean, aunque en metafase II la arquitectura de la placa es la típica para los heterópteros; ii) la presencia de por lo menos un bivalente mayor con dos quiasmas es una característica frecuente en Reduviidae; además, estos bivalentes se comportarían como telocinéticos al liberarse primero uno de los dos quiasmas; iii) de acuerdo al comportamiento y las características meióticas del par menor hallado en M. lunifer , se propone que sea considerado como un par de cromosomas m. Hasta el presente Microtomus es el único género de Reduviidae que presenta este tipo de cromosomas. En cuanto a la evolución del cariotipo, se sugieren las siguientes tendencias evolutivas: i) la presencia de cromosomas m en Hammacerinae podría ser considerado como un carácter plesiomórfico; ii) las fusiones son más frecuentes que las fragmentaciones autosómicas; iii) las fragmentaciones en el cromosoma X y aún la pérdida del cromosoma Y aparecen en distintos grupos y de forma independiente. El análisis del contenido, localización y composición de heterocromatina sugieren que esta familia se caracterizaría por presentar un bajo contenido de heterocromatina constitutiva, preferentemente localizada en regiones terminales de los autosomas. En aquellas especies con bloques heterocromáticos terminales en algún bivalente autosómico, los quiasmas se ubicaron en zonas adyacentes, por lo que si bien muy probablemente no habría recombinación a nivel de heterocromatina, el efecto supresor de la recombinación no se extendería más allá de la región heterocromática en sí misma. La localización de los clusters de ADNr en Reduviidae fue también muy variable: en autosomas, en cromosomas sexuales o en ambos a la vez. En el par mayor de M. lunifer , G. bicolor y Z. obscuridorsis, la localización de ADNr fue utilizada como marcador cromosómico para analizar los sitios de actividad cinética, permitiendo sugerir que en las tres especies la elección de los extremos cinéticamente activos es un proceso azaroso en ambas divisiones meióticas y que aquellas regiones que fueron activas en la primera división meiótica son inactivas en la segunda y viceversa. Con el fin de analizar el grado de diferenciación molecular de los cromosomas sexuales utilizando técnicas citogenético-moleculares, se utilizó como modelo de estudio a R. prolixus y se implementó por primera vez en Cimicomorpha las técnicas de pintado cromosómico (CP), hibridación in situ de genoma (GISH) e hibridación comparativa de genoma (CGH). La técnica de CP sugiere que la estructura del genoma de R. prolixus posee un alto contenido de secuencias repetidas dispersas en el genoma. Por su parte, las técnicas de GISH y CGH fueron informativas al revelar que el cromosoma Y posee secuencias específicas de macho y que el cromosoma X no estaría enriquecido preferentemente en ADN de uno u otro sexo. Además, se pudo detectar un alto grado de diferenciación molecular entre los cromosomas sexuales X e Y en el sistema simple de R. prolixus. En este trabajo se describe una población polimórfica de Zelurus femoralis longispinis para el número de cromosomas, observándose dos citotipos (2n=22/23). El comportamiento del cromosoma extra altamente regular y similar al de los cromosomas sexuales y el hecho de encontrar que el largo promedio de los cromosomas sexuales en los individuos no portadores del cromosoma extra es significativamente mayor respecto a los que sí lo poseen, permiten concluir que: i) esta variante cariotípica es neutral o, al menos, no perjudicial, ii) su surgimiento no habría acontecido tan recientemente y iii) el cromosoma extra se habría originado por fragmentación del cromosoma X original, dando como resultado un sistema múltiple X1X2Y. El análisis de esta población sustenta la hipótesis del origen de los sistemas múltiples en Heteroptera. Por otra parte, se describió la presencia de un individuo de Triatoma infestans mutante espontáneo heterocigota para una fusión entre cromosomas no homólogos (2n=19A+cromosoma extra+XY, macho). A partir del análisis del comportamiento meiótico del mutante y del patrón de bandas C se propone que: i) el trivalente autosómico se divide ecuacionalmente en la primera división meiótica; ii) dos de los tres pares de autosomas mayores habrían estado involucrados en el evento de fusión; iii) el cromosoma extra se habría originado como producto de la fusión autosómica. La presencia de un mutante espontáneo en una población natural y el comportamiento masculino meiótico altamente regular constituyen evidencias a favor de la hipótesis que propone a las fusiones como uno de los mecanismos de evolución del cariotipo en Heteroptera.

Descripción: Entender la evolución del desarrollo ontogenético es esencial para comprender cómo la evolución morfológica se mueve en el espacio fenotípico y el origen de la disparidad morfológica resultante. No todas las variantes morfológicas son igualmente posibles de ocurrir porque las propiedades variacionales del desarrollo influyen en qué tan propensos son los rasgos a variar, limitando la respuesta evolutiva a factores externos de selección a ciertas direcciones del espacio fenotípico. Como aporte a esta problemática desde un punto de vista paleobiológico, presento en esta tesis el análisis de tres patrones morfológicos que son relevantes para discutir distintos mecanismos ontogenéticos de evolución morfológica: alometría, integración morfológica y miniaturización. Estos aspectos fueron analizados utilizando como modelo a los temnospóndilos, un clado de anfibios particularmente especioso durante el Paleozoico tardío y el Triásico. La elección de este grupo se debe a que su abundante y exquisito registro fósil permite el análisis cuantitativo de patrones ontogenéticos y de formas adultas a gran escala taxonómica y, ademas, hipótesis actuales proponen que miembros de un clado de temnospóndilos paleozoicos, los dissorophoideos, fueron ancestrales a los batracios (anuros y salamandras). Por lo tanto, el estudio de ese grupo también contribuye a comprender la evolución de uno de los grandes grupos de vertebrados vivientes. Primeramente, utilizando herramientas de morfometría geométrica, muestro que los patrones alométricos del desarrollo del dermatocráneo son altamente conservados en temnospóndilos y que dichos patrones también se observan a nivel macroevolutivo, lo cual indica que la alometría ontogenética pudo haber actuado como una línea de menor resistencia para la evolución morfológica del clado. Paralelamente, comparo los patrones de integración morfológica craneana intraespecífica y evolutiva en distintas especies y clados de temnospóndilos, respectivamente. A diferencia de la alometría ontogenética, la integración intraespecífica resulta ser muy variable en temnospóndilos y los patrones a nivel evolutivo no se correlacionan con los correspondientes a nivel de especie. Esto sugiere que la integración craneana podría haberse visto más condicionada por factores extrínsecos como la selección natural que por mecanismos intrínsecos del desarrollo. Por último, pongo a prueba hipótesis previas que proponen que la miniaturización (i.e., la evolución de un tamaño corporal extremadamente pequeño) en dissorophoideos fue la principal causa de cambios morfológicos drásticos, jugando un rol central en la evolución morfológica del clado y en el origen de los batracios a partir del mismo. En base a observaciones cualitativas y datos morfométricos lineales y geométricos, expongo que no hay evidencia que sostenga que la morfología de los dissorophoideos más pequeños sea radicalmente distinta a la de taxones emparentados de mayor tamaño corporal. En cambio, la similitud entre los patrones alométricos craneanos a nivel evolutivo en dissorophoideos y los alométricos ontogenéticos de un dissorophoideo basal indica que muchos rasgos del cráneo de los taxones pequeños son pedomórficos. A partir de estos resultados, concluyo que el truncamiento de la ontogenia, y no la miniaturización, pudo haber jugado un rol predominante en la evolución morfológica del clado. Teniendo esto en cuenta, discuto el supuesto rol de la miniaturización en el origen de los batracios dentro de los dissorophoideos.

Descripción: La diversidad de los primates neotropicales (Platyrrhini), analizada en el GIBE a partir de la diversidadcariotípica, ha permitido plantear, al menos, dos posibles “estrategias especiogénicas” generales. Segúnuna de ellas, las inversiones y la variación en heterocromatina constituirían los reordenamientos ycambios distintivos entre especies. La especiación en Platyrrhini, además, ocurriría acompañada decambios cuantitativos en el genoma. Como ejemplo, Cebus y Ateles, los géneros con mayor proporciónde heterocromatina, comparten además un patrón específico de distribución geográfica coincidentecon la proporción y presencia de heterocromatina en sus genomas. En este trabajo se analizó ladiversidad de especies en Cebus y Ateles tomando como eje la variabilidad en el tamaño del genoma ysu influencia en parámetros fenotípicos como la diversidad cariotipíca y la distribución y proporción deheterocromatina. Fueron estimados los tamaños de genoma (Valor C) de 13 especies, entre ellas 3pertenecientes al género Ateles y 6 del género Cebus. Por medio de Hibridación Genómica Comparativase identificaron las regiones cromosómicas correspondientes a las diferencias cuantitativas entre losgenomas, dentro de cada género. En Ateles, éstas se ubican principalmente en regionesheterocromáticas, aunque también en regiones eucromáticas. Los genomas de menor valor C de Atelesestarían completamente incluidos en los genomas de mayor tamaño, mientras que las regiones deganancia de ADN detectadas en las especies de mayor valor C sólo corresponderían a amplificaciones orepeticiones del mismo tipo de secuencias, y no a secuencias especie-específicas. Las únicas diferenciascuantitativas entre las especies de Cebus analizadas se hallaron en el cromosoma Y. Como parte delestudio de la evolución del cariotipo primate se estableció el mapa de homologías cromosómicas de A.chamek y Cebus sp. respecto del cariotipo humano, así como también se obtuvo el primer registro dehomología entre el cromosoma Y humano y un primate neotropical, mediante FISH con el gen ZFY en Ateles paniscus. Finalmente, se discuten los resultados obtenidos y la divergencia de especies en cadagénero en el contexto de la citogenética molecular, respecto de la presencia y proporción deheterocromatina y tamaño del genoma. Los hallazgos citogeneticos y los datos genómicos aquípresentados podrían estar indicando que durante los procesos especiogénicos en Cebus y Ateles elgenoma se modula complementariamente entre regiones de eucromatina y heterocromatina, perocompensado de distinta manera según el género considerado. Palabras clave: Cebus, Ateles, Valor C, Genoma, CGH, Evolución del cariotipo

Descripción: Los insectos ortópteros ofrecen excelentes oportunidades para estudiardiferentes aspectos de la genética de poblaciones, tales como la divergencia genética,flujo génico, introgresión, selección natural y adaptación. El estudio de la evolución paralela entre ADN genómico, ADNextracromosómico (ADN mitocondrial) y cromosomas supemumerarios o B permiteevaluar la importancia relativa de las diferentes fuerzas evolutivas sobre lavariabilidad genética y cromosómica. Entre los insectos, Dichroplus elongatus y Eyprepocnemis plorans constituyen excelentes modelos para este tipo de estudio yaque en poblaciones naturales de estas especies se detectaron polimorfismos paracromosomas B aparentemente estables. Sin embargo, los mecanismos demantenimiento de estos cromosomas parece diferir entre estas especies. Mientras queen E. plorans el mantenimiento de los cromosomas B se apoya sobre las bases de unmodelo cercano a la neutralidad, en D. elongarus los resultados previos sugieren unposible efecto selectivo. D. elongatus es un saltamontes fitófago que se distribuye ampliamente en la Argentina. Las poblaciones argentinas de esta especie se caracterizan por presentarpolimorfismos paralelos para cromosomas B y segmentos supernumerarios en lospares S10 (SS10), S9 (SS9) y M6 (SS6). Estudios cromosómicos previos revelaronque algunas poblaciones naturales de la provincia de Tucumán presentanpolimorfismos para cromosomas B que afectan la condición de quiasmas ycomprometerían la fertilidad de los portadores. Asimismo, se detectó interacciónentre las distintas formas de heterocromatina. Esta interacción podría afectar lospatrones de distribución de los polimorfismos con respecto a lo esperado por el azar. Estudios isoenzimáticos y citogenétícos previos demostraron que los B y dos locialozímicos estuvieron asociados a variables geográficas o climáticas. Estasobservaciones han abierto nuevos interrogantes acerca de los mecanismos demantenimiento de las diferentes formas de heterocromatina supemumeraria en D.elongatus y cual es la importancia relativa de las diferentes fuerzas evolutivas sobrela diferenciación genética en esta especie. Se analizó la variación genética de D. elongatus a nivel del ADN mitocondrial (ADNmt), con un enfoque filogeográfico. Mediante la técnica de RFLP (polimorfismos para la longitud de fragmentos de restricción) se estudiaron 171individuos provenientes de poblaciones cromosómicamente polimórficas localizadasen las regiones Noroeste y Este de Argentina pertenecientes a las provinciasbiogeográficas: Las Yungas, Espinal y Pampeana. Las 10 enzimas de restricciónutilizadas generaron 59 fragmentos de ADNmt. Se detectaron polimorfismos para losfragmentos producidos por HindIII, HaeII y HinfI. El número de substituciones porsitio entre pares de haplotipos varió entre 0.65 y 3.84%. El fenograrna obtenido por el método de Neigbor-Joining (empleando elnúmero de sustituciones nucleotídicas por sitio) mostró dos grupos principales: unoagrupa a los haplotipos propios de la región Este y el otro agrupa a los haplotipospresentes en la región Noroeste. El árbol filogenético de consenso entre haplotiposmitocondriales permitió postular al haplotipo ancestral. Este ocupa el centro de la redy de él habrian derivado los dos grupos principales de haplotipos (Noroeste y Este). El dendrograma de la divergencia nucleotídica entre poblaciones mostró unagrupamiento de las poblaciones de acuerdo con su distribución geográfica. El gradode heterogeneidad del ADNmt entre las poblaciones de las regiones del Noroeste y Este fueron altamente significativo. Dentro de la región Este se observóhomogeneidad entre las poblaciones pertenecientes a la provincia biogeográfica del Espinal, pero heterogeneidad entre las pertenecientes a la provincia biogeográfica Pampeana. Se observó también heterogeneidad significativa entre diferentes zonas dela provincia de Las Yungas (región Noroeste). Estos resultados sugieren que lospatrones de distribución del ADNmt en D. elongatus podrian deberse: l) Aislamientopor distancia entre las provincias biogeográficas y 2) Factores ecológicos dentro delas mismas. Se estudió la variación en el ADNr en las mismas poblaciones analizadas anivel del ADNmt de D. elongatus con el fin de comparar los patrones de distribucióndetectada a ambos niveles y evaluar las diferentes fuerzas evolutivas asociadas a ladiferenciación genética detectada, incluyendo, en el caso del ADNr, la importanciarelativa de la evolución concertada. Se analizaron a través de RFLP, 156 individuosde las 13 poblaciones. Se utilizó una sonda de 0.8kb del espaciador no transcripto (NTS) del saltamontes Calediu captiva. Se analizaron los patrones de restricciónproducidos por cinco enzimas (BamHI, EcoRI, PstI, HindIII y XbaI) detectándose untotal de 21 fragmentos. Todos ellos, excepto los de BamHI, mostraron variación intrae interpoblacional. PstI reveló tres fragmentos cuya combinación originó cincopatrones ampliamente distribuidos. HindIII produjo 5 fragmentos, que originaron 10patrones, algunos de los cuales son privados de Las Yungas. Las digestiones con XbaI produjeron 2 fragmentos, uno de ellos polimórfico. El mayor número de bandasy los tamaños más pequeños se produjeron al digerir el ADN con EcoRI donde seencontraron 9 bandas. Se analizó la variación intrapoblacional e interpoblacional através de los indices de distancia: i) Lynch (1990), basado en la presencia y ausenciade bandas y ii) Hedrick (1983), empleando la intensidad de las bandas. Laspoblaciones que presentaron mayor variabilidad intraindividual e intrapoblacionalpertenecen a Las Yungas. Los árboles obtenidos por Neighbor-Joining a partir de losíndices de Lynch y Hedrick son muy semejantes y evidencian dos grandes grupos. Elprimero de ellos reúne a la mayoría de las poblaciones de la provincia Pampeana, alas de la región sudeste de Las Yungas y una población del Espinal. El otro nuclea alresto de las poblaciones del Espinal y la población restante de la provincia Pampeana. Un rasgo interesante es la alta distancia genética entre las poblaciones dela región oeste de Las Yungas entre sí y con respecto al resto de las poblaciones. El alto nivel de variación intraindividual, intra e interpoblacional implicaríaque los mecanismos de evolución concertada serian poco eficientes en esta especie. Los patrones de distribución del ADNr no se corresponden con los hallados para el ADNmt sugiriendo que la deriva y la migración no podrían explicar por sí solas lavariabilidad detectada para el ADNr, similarmente a lo encontrado para laheterocromatina supemumeraria, sugiriendo la posibilidad de que existan factoresadaptativos que podrían afectar la variación de la heterocromatina supemumeraria ydel ADNr limitando los efectos de los factores estocásticos. E. plorans se distribuye a lo largo de la costa mediterránea en Europa. En elsur de España las poblaciones naturales presentan un complejo polimorfismo paracromosomas B. Se han identificado hasta cuarenta tipos de cromosomas B, los cualesno solamente se generan por recombinación sino también como consecuencia de unaalta tasa de mutación. El número de tipos de B predominante en las poblacionesnaturales de E. plorans es comparativamente bajo pero es marcado el hecho de quecada uno de ellos dominan en diferentes regiones a lo largo de la costa sur de España. Se propuso a B1 como el tipo original. A este cromosoma lo reemplazó B2 en laprovincia de Granada y este de Málaga, mientras que B5 lo hizo en la zona central de Málaga dejando una isla de B1 entre ambas áreas. No hay razones obvias que expliquen la sustitución de un B por otro. Sepropuso un modelo cíclico para la evolución de los cromosomas B de E. plorans quesostiene que coadaptación y evolución de genes supresores en el complemento Aeliminaría el mecanismo de acumulación de los B. El sistema alcanzaría un estadocercano a la neutralidad hasta que una nueva variante recupere el mecanismo deacumulación y todo el proceso comenzaría nuevamente. Este modelo sugeriría quefactores preexistentes en el genoma A podrían favorecer o no a un determinado tipode B. Si esto es cierto, entonces debería existir alguna diferenciación genética en E.plorans entre las regiones donde predominan diferentes variantes de B. En este trabajo se analizaron los patrones de restricción del ADNmt de E.plorans como marcador para detectar diferenciación genética entre poblaciones quedifieren en el tipo de cromosoma B. Se analizaron 197 individuos provenientes de 12poblaciones que comprenden el área en estudio. La digestión del ADN mitocondrial de E. plorans con nueve enzimas derestricción reveló una baja variabilidad. Solamente EcoRI produjo tres patronesdiferentes, denominados morfo I, II y III. En los demos del área central está presenteel B1 y el morfo II del ADNmt. Al sudoeste del área central, los demos vecinosmuestran una zona híbrida entre el B1 y el B5 y entre los morfos I y II. Sin embargo,el morfo I presenta una amplia distribución en el área de estudio y en algunos casoses predominante o es el único encontrado en las poblaciones donde existen otrostipos de Bs. Considerando al ADNmt como un marcador no relacionado con los Bs,deberían existir ciertas diferencias entre la distribución del ADNmt y las áreasdefinidas por los cromosomas B. Sin embargo, estos resultados sugieren que laevolución de los cromosomas B en E. plorans no sería independiente del genomabásico y que la sustitución de un B por otro podría estar acompañada en algunosdemos por cam Consulte el resumen completo en el documento.

Descripción: La familia Mymercophagidae, constituida por cuatro especies, son mamíferos xenartroscon distribución endémica del Neotrópico. Al pertenecer esta familia a un grupo basal enplacentados, es de particular interés para el establecimiento de las relaciones filogenéticasen mamíferos. Como constituyente de nuestra fauna autóctona su biología requiere sercuidadosamente analizada. Se caracterizó citogenética-molecularmente a 39 ejemplares (20 machos y 19 hembras) de Mymercophaga tridactyla (2n=60 y NF=110-12) y 29ejemplares (17 machos y 12 hembras) de Tamandua tetradactyla (2n=54 y NF 108). Seestablecieron dos poblaciones cariológicas para M. tridactyla y una para T. Tetradactylaen su distribución Argentina. El par 1 al igual que otros pares cromosómicos, como lossexuales, resultaron estar compartidos en la familia. Se describió también la morfología delos tractos reproductivos en machos y hembras. El tracto reproductor femenino, revelócaracterísticas arcaicas (seno-urogenital) presentes en otras especies de Xenarthra. Losmachos de Tamandua tetradactyla presentaron inhibición testicular, en relacion con unavariación en el tamaño del tracto reproductor y se caracterizó morfométricamente elespermatozoide. Tambien se determinó el ciclo hormonal en hembras de ambas especiesresultando poliéstricas anuales.

Descripción: Determinar los vínculos existentes entre cambios a nivel genético y la evolución del cerebro humano es uno de los mayores desafíos a los que se enfrenta la era post-genómica. Nuestra hipótesis es que la adquisición de nuevos patrones de expresión de genes relacionados con el desarrollo y la función cerebral en el linaje humano, habría sido crítica para la evolución neuroanatómica de nuestro cerebro y sus capacidades cognitivas diferenciales. Estos nuevos territorios de expresión estarían codificados en parte por cambios en la secuencia de regiones regulatorias de genes que se expresan en cerebro. En nuestro laboratorio, la utilización combinada de herramientas bioinformáticas propias y el análisis de resultados generados por otros laboratorios nos ha permitido identificar las zonas del genoma humano que acumulan mayor número de regiones nocodifi- cantes quemuestran signos de evolución acelerada ( Human Accelerated Regions: HARs) en comparación con otras especies de mamíferos y vertebrados. En este trabajo nos propusimos analizar el agrupamiento y la distribución de HARs para un locus en particular: el gen FOXP2 . Para ello decidimos considerar la estructura tridimensional que adopta la cromatina en esta región, es decir el Dominio Topológi- camente Asociado en el que se localiza este gen (TAD- FOXP2 ), en particular en la placa cortical humana de 16 semanas de gestación, tejido embrionario donde se expresa este gen y ocurre un pico de neurogénesis y migración neuronal. Determinamos que el TAD- FOXP2 se encuentra dentro de las regiones más aceleradas de todo el genoma, lo que podría significar una regu- lación transcripcional diferencial para este gen en humanos. El gen FOXP2 ha sido ampliamente estudiado en evolución humana, debido a que ciertas mutaciones en la región codificante de este gen impactan directamente en el desarrollo de la capacidad del habla. Por otra parte, se ha encontrado que en humanos este factor de transcripción presenta dos sustituciones no sinónimas en su secuencia codificante, a pesar de ser uno de los genes más conservados entre vertebrados, tanto en secuencia como en territorios de expresión. Sorprendentemente, estas sustituciones ya estaban presentes en los genomas de Neandertales y Denisovanos, miembros del género Homo ya extintos. Sumado a esto, se ha reportado que FoxP2 juega un papel importante en el aprendizaje vocal no innato en varias especies (pinzones, canarios, murciélagos, ballenas, entre otras). No obstante, su rol específico en la ejecución de estas vocalizaciones no está claro, ya que este factor de transcripción regula múltiples genes importantes para el desarrollo cerebral, y además también se expresa en otras especies que no presentan aprendizaje vocal y en otros tejidos no relacionados con la capacidad del habla. Resulta clave comprender la fina regulación a la que está sujeta este gen y su potencial rol como factor de transcripción en territorios de expresión novedosos. Decidimos entonces estudiar en detalle las regiones aceleradas en humanos que se agrupan en el TAD- FOXP2 , con el fin de caracterizar potenciales regiones regulatorias de este gen que evolucionaron de manera humano específica. Analizamos in vivo la actividad transcripcional de los 12 HARs contenidos dentro del TAD- FOXP2 utilizando peces cebra y ratones transgénicos. Mediante el uso de genes reporteros e inmunohistoquímica, pudimos determinar que 5 de los 12 HARs presentes en esta región presentan actividad de enhancer transcripcional. Además, 2 de ellos (HACNS750 y HACNS169) mostraron ganancias de expre-sión a lo largo del sistema nervioso al comparar las regiones ortólogas humanas (derivadas) versus chimpancés (ancestrales), en tejidos donde se expresa FOXP2 . Para estas regiones diferenciales, encontramos evidencia adicional que soporta su actividad enhancer a partir de distintos análisis in silico. Nuestros resultados indican que secuencias reguladoras en el locus FOXP2 fueron seleccionadas por un proceso evolutivo espe-cífico del linaje Homo , lo que sugiere que la maquinaria transcripcional que controla este gen también podría haber evolucionado de manera diferencial a lo largo de nuestra historia evolutiva, contribuyendo de esta manera con el desarrollo de nuestro cerebro y en particular con nuestra excepcional capacidad del habla.

Descripción: Las estrellas enanas blancas constituyen la etapa final más común de la evolución estelar en la Vía Láctea. Por lo tanto, la población actual de estos objetos contiene valiosa información acerca de la historia de nuestra Galaxia. A lo largo de su evolución, las estrellas enanas blancas atraviesan varias etapas de inestabilidad pulsacional. Esto permite estudiarlas usando la Astrosismología, que estudia las propiedades evolutivas y estructurales de las estrellas pulsantes a partir del espectro de períodos observado. En particular, la astrosismología de enanas blancas es la única herramienta conocida para estimar la masa de las envolturas de hidrógeno y helio, y determinar la masa estelar con gran presición. en esta Tesis realizamos un estudio astrosismológico aplicado a estrellas enanas blancas variables de tipo DA conocidas como ZZ Ceti. Para ello, calculamos una grilla de modelos evolutivos representativos de estrellas enanas blancas DA, caracterizados por una estructura química interna detallada. También, realizamos un estudio de las propiedades evolutivas y estructurales de estos modelos, en particular la relación masa inicial-masa final. Luego, calulamos el espectro de períodos adiabáticos de pulsación de los modelos evolutivos, en un rango de temperatura efectiva suficiente para cubrir ampliamente la banda de inestabilidad observada (~ 12500 - 10500 K). Luego realizamos ajustes astrosismológicos período a período sobre una muestra de 45 estrellas ZZ Ceti. Comenzamos con un conjunto de 44 ZZ Ceti clásicas, que cuentan con determinaciones precisas de la temperatura y gravedad superficiales. En particular se realiza un análisis astrosismológico detallado del arquetipo de la clase, G117-B15A. También realizamos un estudio detallado de WD J1916+3938, la primera enana blanca DA variable descubierta en el campo de la misión Kepler. Finalmente, realizamos un análisis de las propiedades pulsacionales globales de la clase de ZZ Cetis. Estudiamos la distribución en masa, temperatura y masa de hidrógeno, para la muestra analizada. En particular, encontramos que el espesor de la envoltura de hidrógeno adopta diferentes valores con masas de hidrógeno en el rango 10ֿ4 - 10ֿ10 M*, con un valor medio más pequeño que aquel predicho por la teoría de evolución estándar. Este resultado implica la existencia de un escenario de formación que da lugar a envolturas de hidrógeno más delgadas. Aquí proponemos un posible escenario, relacionado con un episodio de un pulso térmico tardío (Althaus et al. 2005b).

Descripción: Los motivos lineales son elementos de secuencia que comúnmente se encuentran en dominios intrínsecamente desordenados. Consisten, en promedio, de cinco residuos que determinan la función y participan en interacciones proteína-proteína. Los virus se enfrentan a una presión de selección constante debido a ambientes cambiantes y a la respuesta inmune del hospedador. Es común que usen motivos para secuestrar la maquinaria celular mimetizando proteínas del hospedador. Se postula que estos motivos, al ser elementos de secuencia cortos, juegan un rol en la evolución adaptativa ya que adquieren o modifican su función con pocas mutaciones. Sin embargo, existen pocas evidencias que apoyen esta hipótesis. Este trabajo se enfoca en el estudio de motivos lineales en dos proteínas virales, E7 de Papilomavirus y E1A de Adenovirus. El objetivo es investigar las relaciones genotipo-fenotipo en virus causantes de infecciones persistentes en humanos, utilizando para esto más de 100 secuencias para cada proteína. La amplia distribución de hospedadores, que involucra amniotas en el caso de E7 y mamíferos en el caso de E1A, y el número de motivos que presentan estas proteínas - ocho y doce respectivamente - permiten estudiar la relación entre motivos y fenotipos y el rol adaptativo de los motivos en la historia evolutiva viral. Este estudio se realizó principalmente mediante tres tipos de análisis. Primero, se realizaron análisis de secuencia incluyendo co-evolución entre pares de residuos. Luego, se realizaron estudios de co-especiación globales y basados en eventos evolutivos - considerando co-especiación, duplicación, cambio de hospedador y extinción parcial. Por último, se realizaron pruebas estadísticas de asociación. Los análisis de secuencia permitieron determinar que la falta de una estructura globular no implica un menor grado de conservación de secuencia. El combinar este tipo de análisis con la filogenia viral permitió afirmar que los motivos en las proteínas estudiadas presentan numerosos eventos de aparición y desaparición. Los estudios de co-evolución en secuencia y las pruebas de asociación revelaron que los distintos motivos y regiones de las proteínas estudiadas no evolucionan de manera independiente. Por último, las pruebas de asociación aplicadas a estudios de filogenia revelaron que dos eventos evolutivos - cambio de hospedador y extinción parcial - y la aparición/desaparición de motivos tampoco son procesos independientes. En conjunto, los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que los motivos lineales presentan una alta plasticidad evolutiva, independiente del contexto estructural, y establecen las bases de la contribución de los motivos lineales en la evolución adaptativa viral.

Descripción: En el presente trabajo se estudia la influencia del medio ambiente en el que se encuentran las galaxias sobre su formación y evolución, a través de la interacción entre la galaxia y el gas caliente y difuso del medio intracúmulo (intracluster medium, ICM). Las galaxias en cúmulos pueden moverse a velocidades casi supersónicas, experimentando una considerable presión dinámica ejercida por el ICM sobre el medio interestelar de la galaxia en movimiento. Este efecto se denomina ram pressure stripping (RPS), y puede remover una fracción significativa del contenido de gas frío de la galaxia. Implementamos este proceso dentro de un modelo híbrido de formación de galaxias, que combina simulaciones hidrodinámicas no disipativas de cúmulos de galaxias con un modelo semianalítico de formación y evolución de galaxias que contempla los procesos físicos que afectan a los bariones. Para ello fue necesario desarrollar un método para calcular los tamaños de los discos galácticos, teniendo en cuenta los efectos del halo de materia oscura anfitrión y la presencia de bulbos galácticos. Una importante innovación respecto a trabajos anteriores es el uso de las partículas de gas de las simulaciones hidrodinámicas para obtener las propiedades cinemáticas y termodinámicas del ICM, logrando así un método autoconsistente. Caracterizamos las distribuciones de RP obtenidas con nuestro nuevo modelo para cúmulos de galaxias simulados de distintas masas, encontrando que la RP media crece con la masa del cúmulo y la edad del Universo. Los perfiles de RP en función de la distancia al centro del halo obtenidos con nuestra nueva implementación pueden aproximarse mediante perfiles analíticos, con parámetros que dependen de manera sencilla de la masa del halo y el corrimiento al rojo. Los ajustes determinados serán de gran utilidad para incluir RPS en otros modelos de formación de galaxias. Finalmente, cuando se considera la posibilidad de que las galaxias conserven su halo de gas caliente al convertirse en satélites, mostramos que la implementación de RPS como un proceso de dos etapas, afectando en primer lugar al halo de gas caliente y luego al gas frío, permite obtener una distribución de colores para las galaxias simuladas en mejor acuerdo con las observaciones, resolviendo un defecto común a los modelos semianalíticos actuales.

Descripción: Esta tesis doctoral se llevó a cabo con la intención de realizar una contribución original a la comprensión de los factores que dificultan la enseñanza y el aprendizaje del modelo de evolución por selección natural. Se intentó caracterizar las concepciones que utilizan estudiantes de secundaria y universidad para explicar la evolución de rasgos adaptativos e inferir los obstáculos subyacentes. También se realizó un análisis epistemológico del modelo mencionado a fin de identificar posibles rasgos del mismo que pudieran dificultar su enseñanza y su aprendizaje. Para alcanzar estos objetivos se implementaron métodos de investigación educativa de tipo cuantitativo y cualitativo, predominando este último enfoque. Se trabajó con dos poblaciones de estudiantes de diferentes niveles educativos: medio y universitario. La obtención de los datos incluyó, entre otras estrategias, cuestionarios y entrevistas, y el diseño y puesta en práctica de una unidad didáctica. La misma se llevó a la práctica en dos cursos de cuarto año de una escuela secundaria. Los resultados permitieron identificar numerosas concepciones alternativas (por ejemplo, la noción de transformación individual adaptativa) y tres obstáculos subyacentes: la teleología de sentido común, el razonamiento centrado en el individuo y el razonamiento causal lineal. Además, el análisis epistemológico del modelo permitió identificar algunos aspectos del mismo que resultan problemáticos, tales como la relación entre el modelo y la teleología y la necesidad de un análisis a la vez poblacional e individual para su comprensión. Estos rasgos problemáticos del modelo tienen importantes implicancias didácticas que son exploradas en esta tesis. De este trabajo surgen varias conclusiones ligadas a la intervención en el aula. Principalmente, se considera que no es posible, ni deseable, que los estudiantes renuncien al pensamiento teleológico. Desde esta perspectiva, se propone que el principal objetivo didáctico debería ser el desarrollo por parte de los estudiantes de una “vigilancia epistemológica” sobre las intuiciones teleológicas. El modelo de evolución por selección natural debería ser la referencia teórica para esta vigilancia de naturaleza metacognitiva. Los análisis desarrollados en esta tesis pretenden constituir una base, teórica y empíricamente fundamentada, sobre la cual mejorar la enseñanza y el aprendizaje del modelo de evolución darwiniano.