9 Mecanismos De EvolucióN

Mecanismos De Evolución

Genética Cuantitativa, Multifactorial Y Poligénica

Leyes De Correlaciones

En el primer capítulo de El origen de las especies, La variación en estado doméstico, existe un apartado denominado “Variación correlativa; herencia”

Monstruosidades

Variaciones limitadas a algunas regiones anatómicas de los organismos, como consecuencia de la selección dirigida por el hombre.

Leyes De Correlación

Ahora pueden explicarse con los principios de la herencia ligada al sexo, los genes ligadosy el efecto pleiotrópico.

Las monstruosidadescon el concepto de norma de reacción.

Leyes De Variación

Herencia combinada Hipótesis provisional de

la pangénesis Herencia de caracteres

adquiridos por uso y desuso

Darwin. Capítulo 5 del Origen de la Especies

Herencia Con Mezcla

A Darwin le gustaba la idea de la herencia con mezcla, ya que concordaba con la hipótesis fundamental de Natura non facit saltum(la naturaleza no da saltos) no sólo propuesta por él, sino común entre los científicos de la época.

F1

Variación Continua

F. Galton (S. XIX). Diámetro de las semillas de los chícharos dulces.

P plantas con semillas grandes X otras de semillas pequeñas,

F1 plantas con semillas de diámetro intermedio entre los dos progenitores.

F2 semillas con distinto diámetro, tan grandes o pequeños como los progenitores.

Francis Galton (1822-1911)

Variación Continua

Joseph Kölreuter (1760) longitud del tallo del tabaco.

P variedades altas X enanas de tabaco.

F1 fueron de tamaño intermedio.

F2 presentó una gradación continua desde el tamaño del progenitor enano hasta el del progenitor alto, siendo la mayoría de tamaño intermedio, en una distribución normal.

Joseph Gottlieb Koelreuter

(1733-1806)

Nicotiana longiflora

Variación Discontinua

Las características mendelianas como forma o color de la semilla del chícharo; el color rojo o blanco de los ojos de Drosophila y la capacidad o incapacidad de doblar la lengua en “taquito”, son ejemplos de variación discontinua o cualitativa.

Herencia Mendeliana

Si preguntásemos a un grupo de estudiantes sobre su capacidad de doblar la lengua en forma de “taquito”, sólo tendríamos dos respuestas cualitativas y discretas: Sí o no.

Genotipo dominante T-

Variación Continua O Cuantitativa

No obstante, muchos fenotipos tienen variación continua o cuantitativa, como la estatura, el peso o el color de la piel en humanos; o la producción de huevos, carne y leche.

Variación Continua O Cuantitativa

Si preguntáramos al grupo sobre su estatura tendríamos muchos datos diferentes -cuantitativos y continuos-

Si graficáramos la frecuencia de cada una de estas referencias, seguramente encontraríamos una curva con distribución normal

Herencia Poligénica

El sueco H. Nilsson-Ehle (1913) demostró que los rasgos que exhiben variación continua están controlados por 2 ó más genes con efecto aditivo (poligénico).

Herman Nilsson-Ehle (1873-1949)

Experimento 1

F2 Semillas de color rojo claro, rosa y blanco en proporción 1:2:1

Sugería la segregación de un par de alelos semidominantes.

Experimento 2

F2 Semillas de varios

tonos que abarcaban del rojo al blanco, en proporciones de 1:4:6:4:1

Estas proporciones sugerían que dos pares de alelos con efecto aditivo segregaban de manera independiente.

Experimento 3

Indicando la segregación independiente de tres pares de genes.

F2 Se obtuvo un

abanico de tonos más amplio, que cubría desde el rojo oscuro hasta el blanco en proporciones 1:6:15:20:15:6:1

Herencia Poligénica

Así se explicó la variación continua postulada como hipótesis de genes múltiples o poligénica.

P

F1

F2

F2

Genética Cuantitativa

La genética cuantitativa, poligénica o multifactorialestudia la herencia de características fenotípicas que presentan variacióncontinua o cuantitativa, de ahí su nombre.

Genética Cuantitativa

Dependen de la acción de muchos genes que ejercen un ligero efecto en un fenotipo, poligénica.

Difiere del clásico patrón mendeliano pues una serie graduada de fenotipos se extiende de un extremo -representado por uno de los progenitores- al otro -representado por el otro progenitor-.

Herencia Multifactorial

Ciertos factores como la epistásis, las influencias citoplasmáticas, las interacciones entre genes y productos génicos y las interacciones con el ambiente se ven reflejados en los promedios y las varianzas, de ahí que también se le conozca como multifactorial

Herencia Poligénica

No siempre es posible calcular el número de genes que intervienen en la expresión de un carácter cuantitativo.

P variedades con corola pequeña X grande.

F1 presenta todas las corolas de las flores de tamaño intermedio.

F2 nunca se han hallado representantes con los tamaños de corola de los progenitores.Nicotiana logiflora

Variación Transgresiva

En ciertos resultados que se observaron en generaciones F2, los valores extremos obtenidos excedieron a los valores presentes en los progenitores.

Este patrón se denomina variación transgresiva y su explicación se basa en que los progenitores no representaban los extremos posibles en las combinaciones de sus genotipos.

Genética Cuantitativa

Como es muy difícil identificar poligenes y su contribución al fenotipo, es necesario manejar los sistemas poligénicos en términos estadísticos, tales como media, varianza y error estándar de la media.

Varianza Total

En un carácter con variación continua, la varianza total será igual a la varianza genética más la ambiental

S2T = S2

G + S2A

Estudios Con Gemelos

En el caso de los humanos, las mejores pruebas para determinar la influencia de la herencia o del ambiente en determinado carácter, provienen de los estudios con gemelos idénticos (S2

G=0) separados al nacer, o gemelos fraternos que han compartido idéntico ambiente (S2

A=0).

Estudios Con Gemelos

Sir Francis Galtón (1822-1911)

Inteligencia: 50% en niños y jóvenes 60-70 % en adultos

Concordancia

Color de ojos: 99.6% de concordancia en gemelos idénticos y 28% en gemelos fraternos.

Ddebilidad mental: 94% de concordancia en gemelos idénticos y 47% entre gemelos no-idénticos.

En gemelos idénticos concuerda la estatura en casi 100% y el carácter 50%.

Selección Artificial

La herencia cuantitativa se ajusta al patrón darwiniano de cambios graduales y continuos seleccionados por medios naturales

0

2

4

6

8

10

12

14

4-6 7-10 11-13 14-16 17-20 21-23 24-26 27-30

litros/día

No

. d

e in

div

idu

os

Original 3 generacines 6 generaciones

Heredabilidad

El cálculo de la heredabilidad informa la cantidad de variación en la distribución de un carácter que puede ser atribuida a causas genéticas.

Es la proporción de la varianza que se debe a todos los componentes genéticos, incluyendo dominancia, epistásis, interacciones génicas y efectos citoplasmáticos.

Heredabilidad

Se puede calcular a través de la respuesta que tiene una población a la selección.

O directamente eliminando uno de los componentes de la varianza total.

O calcularse a través de la semejanza genética entre parientes.

Herdabilidad

Es muy difícil calcular la heredabilidad en el hombre.

Estudios de concordancia y discordancia entre gemelos idénticos y fraternos.

Investigaciones realizadas con gemelos criados en diferentes ambientes.

Estudios de correlación entre parientes.

Mejoramiento Genético

Si se conoce la heredabilidad del carácter es posible determinar si conviene implementar un programa de mejoramiento genético o simplemente dar a nuestros organismos las condiciones ambientales adecuadas para incrementar la productividad.

Enfermedades Multifactoriales

En el caso de las enfermedades con herencia multifactorial como la diabetes, es importante definir el grado de heradabilidad, pues éste indica el grado de propensión según el parentesco.

Distribución de frecuencias de la presión sanguínea sistólica. Modelo de dos locus, dos alelos.