Biología Experimental Aplicada (Organismos y Sistemas)
Principios, métodos y técnicas para el estudio de organismos y sistemas (Análisis de datos en biología)
Se trata de una asignatura troncal de segundo ciclo impartida por profesores de los tres departamentos de organismos y sistemas de la Facultad de Biología de la UCM: Biología Animal ("Zoología"), Biología Vegetal ("Botánica" y "Fisiología Vegetal") y Ecología ("Ecología").
Objetivo
Proporcionar al estudiante un conocimiento operativo, integrado y transdisciplinar sobre el método y las técnicas más utilizadas en la denominada Biología de Organismos y Sistemas para el estudio, interpretación y explicación de la variabilidad de la vida sobre la Tierra. Es decir, la existencia de diferentes tipos de seres vivos y sus cambios a lo largo del tiempo y según diferentes ambientes. Esa variabilidad se manifiesta a diferentes niveles de referencia: especies, poblaciones, comunidades y ecosistemas.
Contenido
Es una asignatura teórico-práctica en la que se desarrollan estudios basados en la aplicación del método comparado y el diseño y realización de estudios observacionales. Se estudian las condiciones de aplicación de estos métodos no manipulativos, sus parecidos y diferencias y las técnicas numéricas más adecuadas para estudiar los aspectos de la vida relacionados con la expresión de su variabilidad. El origen de esa variabilidad es doble: la evolución biológica genera diferentes formas de vida que se adaptan a las diferentes características del ambiente que, a su vez, son modificadas por la actividad de los seres vivos. Se configura así un proceso en el que las características de los sistemas vivos en un momento dado responden, en mayor o menor medida, a su historia y relaciones filogenéticas y a su adaptación al ambiente del momento. Los métodos y las técnicas empleadas permiten discernir entre ambas fuentes de variabilidad. Particularmente, cómo reconocerla y explicarla a diferentes niveles de detalle: filogenético, adaptativo y ecosistémico.
Organización
Sesiones teórico-prácticas de dos horas de duración, tres días por semana, durante todo el cuatrimestre. Se utilizan programas y bases de datos filogenéticas disponibles en Internet. También se realizan prácticas de campo en la que se recogen datos para su estudio en gabinete. Las actividades programadas incluyen además la redacción y presentación de informes sobre los contenidos desarrollados y las técnicas ensayadas, y la lectura y comentario de artículos científicos seleccionados.
Criterios de evaluación
Para aprobar la asignatura hay que superar un examen. Como complemento a la calificación final se valoran también los informes presentados por el alumno.
Profesores
Valentín Buencuerpo Arcas (Zoología)
Margarita Costa Tenorio (Botánica)
José A. Díaz González-Serrano (Zoología)
Benigno Elvira Payan (Zoología)
Manuel Fernández Cruz (Zoología)
Carlos T. López de Pablo (Ecología) Coordinador
Pilar Martín de Agar Valverde (Ecología)
Margarita Moreno Sanz (Botánica)
Elena Pérez-Urria Carril (Fisiología Vegetal)
Colaboradores
Pablo Pérez Gutiérrez (Ecología)
Mª José Roldán Martín (Ecología)
Programa
O.- Introducción.
1.- Variabilidad de la vida. El método observacional: problemas que resuelve y técnicas que aplica.
A.- Especies.
2.- Biología sistemática, de la diversidad, histórica o comparada. Mención de técnicas para muestreo, recolección, conservación, descripción, identificación y denominación de los organismos.
3.- Principios, métodos y técnicas para el análisis de la diversidad biológica: El método comparativo. Elección de caracteres a comparar: moleculares, bioquímicos, morfológicos, etológicos, "geográficos", autoecológicos, etc. Técnicas estadísticas para el análisis de la variación de los caracteres, calidad de la muestra, histogramas, diagramas, gráficos, mapas, etc.
4.- Procedimientos para la determinación de homologías: clásicos y cladísticos.
5.- Procedimientos para la reconstrucción de la filogenia: clásicos y cladísticos. Algoritmos usuales en cladística.
6.- Análisis cladísticos. Redes y árboles de Wagner. Índices de encuadre y de avance. Optimización de redes. Ejemplos.
7.- Interpretación de cladogramas. El establecimiento de la clasificación biológica como tarea de síntesis.
B.- Poblaciones y comunidades.
8.- El método comparado aplicado al estudio de la adaptación.
9.- El problema de la pseudorreplicación en estudios experimentales y comparados.
10.- El método de Ridley. Reconstrucción de estados ancestrales.
11.- Selección de hábitat. Primera aproximación: Comparación entre espacio utilizado y espacio disponible.
12.- Selección de hábitat. Segunda aproximación: Covariación de abundancia y factores ambientales.
13.- Organización espacial de comunidades.
C.- Ecosistemas.
14.- Planteamiento del problema: búsqueda de relaciones, variabilidad.
15.- Método general de trabajo. Muestreo, análisis de relaciones, conclusiones.
16.- Técnicas de muestreo: localización de las observaciones, medida de las variables, tipos de variables, unidades de muestreo y de análisis.
17.- Los métodos de ordenación en tipificación: fundamentos conceptuales (asociaciones, correlaciones, distancias, gradientes). Ejemplo: Componentes principales.
18.- Interpretación ecológica de una ordenación.
19.- Los métodos de clasificación: fundamentos conceptuales (asociaciones, mosaicos). Ejemplo: Clasificación Aglomerativa UPGMA basada en distancias euclídeas.
20.- Interpretación ecológica de una clasificación.
21.- La diversidad como variable macroscópica: definición, componentes y formas de cálculo. Teorema de la entropía total.
22.- Espectros de diversidad. Interpretación ecológica de los espectros de diversidad
Bibliografía
General
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Especies
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Poblaciones y comunidades
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Ecosistemas
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