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9 Mecanismos De Evoluci贸N
 

9 Mecanismos De Evoluci贸N

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  • En el primer cap铆tulo de El origen de las especies, La variaci贸n en estado dom茅stico, existe un apartado denominado 鈥淰ariaci贸n correlativa; herencia鈥 donde Darwin describe las Leyes de correlaciones para explicar aquellas caracter铆sticas que se transmit铆an unidas. Para apoyarlas mencion贸 algunos ejemplos, como el hecho de que los gatos blancos con ojos azules eran generalmente sordos (rasgo limitado a los machos); o bien como el de las ovejas y cerdos blancos, que eran da帽ados por ciertas plantas que no afectaban a los de color; o el de que los perros de poco pelo ten铆an dientes imperfectos.
  • En este cap铆tulo tambi茅n mencion贸 que dentro de la misma especie -generalmente dom茅stica- se presentaban variaciones limitadas a algunas regiones anat贸micas de los organismos, como consecuencia de la selecci贸n dirigida por el hombre. A esto le llam贸 monstruosidade s.
  • Las leyes de correlaci贸n ahora pueden explicarse con los principios de la herencia ligada al sexo , los genes ligados y el efecto pleiotr贸pico . Y las monstruosidades con el concepto de norma de reacci贸n.
  • Para explicar las leyes de la variaci贸n (cap铆tulo 5 del O rigen de las E species) Darwin desarroll贸 las teor铆as de la herencia combinada, la pang茅nesis e incluy贸 la herencia de caracteres adquiridos por uso y desuso. Estas propuestas le costaron grandes cr铆ticas a su teor铆a y fueron invalidadas muy pronto.
  • A Darwin le gustaba la idea de la herencia con mezcla , ya que concordaba con la hip贸tesis fundamental de Natura non facit saltum (la naturaleza no da saltos) no s贸lo propuesta por 茅l, sino com煤n entre los cient铆ficos de la 茅poca.
  • Durante el siglo XIX, los estudiosos del origen y la transmisi贸n de las caracter铆sticas hereditarias analizaban rasgos que presentaban gradaci贸n continua. Por ejemplo, Galton investigaba la herencia del di谩metro de los ch铆charos dulces: Cuando plantas con semillas grandes eran cruzadas con otras de semillas peque帽as, la F 1 presentaba plantas con semillas de di谩metro intermedio entre los dos progenitores; cuando la F 1 era cruzada entre s铆, la F 2 resultaba en semillas con distinto di谩metro, tan grandes o peque帽os como los progenitores.
  • En 1760 Joseph K枚lreuter (citado en el trabajo de Mendel) dio a conocer resultados similares al cruzar variedades altas y enanas de tabaco ( Nicotiana longiflora ). Las plantas F 1 fueron de tama帽o intermedio y la F 2 present贸 una gradaci贸n continua desde el tama帽o del progenitor enano hasta el del progenitor alto, siendo la mayor铆a de tama帽o intermedio, en una distribuci贸n normal. K枚lreuter no pudo explicar sus resultados y s贸lo despu茅s del redescubrimiento de los trabajos de Mendel 茅stos se aclararon; ahora los conocemos como variaci贸n continua y son estudiados bajo los principios de la gen茅tica cuantitativa, multifactorial o polig茅nica.
  • Las caracter铆sticas mendelianas como forma o color de la semilla del ch铆charo; el color rojo o blanco de los ojos de Drosophila y la capacidad o incapacidad de doblar la lengua en 鈥渢aquito鈥, son ejemplos de variaci贸n discontinua o cualitativa .
  • Si pregunt谩semos a un grupo de estudiantes sobre su capacidad de doblar la lengua en forma de 鈥渢aquito鈥, s贸lo tendr铆amos dos respuestas cualitativas y discretas: S铆 o no. Sabemos que este rasgo est谩 determinado por un gen de herencia mendeliana y que dicha capacidad es dominante sobre la incapacidad de hacerlo; por tanto, si cont谩ramos con algunos datos familiares podr铆amos hacer inferencias sobre el genotipo de los estudiantes.
  • No obstante, muchos fenotipos tienen variaci贸n continua o cuantitativa , como la estatura, el peso o el color de la piel en humanos; o la producci贸n de huevos, carne y leche.
  • Sin embargo, si pregunt谩ramos al grupo sobre su estatura tendr铆amos muchos datos diferentes -cuantitativos y continuos- y si grafic谩ramos la frecuencia de cada una de estas referencias, seguramente encontrar铆amos una curva con distribuci贸n normal , donde la mayor铆a de los estudiantes se agrupar铆a cerca de la media y uno que otro estar铆a en los extremos; al trabajar con caracter铆sticas con fenotipos de variaci贸n continua o cuantitativa este tipo de comportamiento es com煤n. En este caso ser铆a dif铆cil determinar los genotipos correspondientes a dichos fenotipos .
  • Nilsson-Ehle (1913) demostr贸 que los rasgos que exhiben variaci贸n continua est谩n controlados por 2 贸 m谩s genes con efecto aditivo (polig茅nico). Este trabajo se bas贸 en tres experimentos en los que cruz贸 cuatro variedades de trigo que produc铆an granos de color rojo claro, rojo, rojo oscuro y blanco respectivamente.
  • Experimento 1. P Plantas con semillas rojo claro X plantas con semillas blancas. F 1 Todas de color intermedio entre los parentales. F 2 Semillas de color rojo claro, rosa y blanco en proporci贸n 1:2:1, lo que indicaba la segregaci贸n de un par de alelos semidominantes.
  • Experimento 2. P Plantas con semillas rojas X plantas con semillas blancas. F 1 Todas de color intermedio entre los parentales. F 2 Semillas de varios tonos que abarcaban del rojo al blanco, en proporciones de 1:4:6:4:1. Estas proporciones suger铆an que dos pares de alelos con efecto aditivo segregaban de manera independiente.
  • Experimento 3. P Plantas con semillas rojo oscuro X semillas blancas. F 1 Todas de color intermedio entre los parentales. F 2 Se obtuvo un abanico de tonos m谩s amplio, que cubr铆a desde el rojo oscuro hasta el blanco en proporciones 1:6:15:20:15:6:1, indicando la segregaci贸n independiente de tres pares de genes.
  • As铆 se explic贸 la variaci贸n continua postulada como hip贸tesis de genes m煤ltiples o polig茅nica
  • La gen茅tica cuantitativa, polig茅nica o multifactorial estudia la herencia de caracter铆sticas fenot铆picas que presentan variaci贸n continua o cuantitativa , de ah铆 su nombre.
  • 脡stas dependen de la acci贸n de muchos genes que ejercen un ligero efecto en un fenotipo determinado ( polig茅nica ). Difiere del cl谩sico patr贸n 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-. Para su estudio se consideran medias y varianzas de las poblaciones y no valores discretos.
  • Ciertos factores como la epist谩sis, las influencias citoplasm谩ticas, las interacciones entre genes y productos g茅nicos y las interacciones con el ambiente se ven reflejados en los promedios y las varianzas, de ah铆 que tambi茅n se le conozca como multifactorial .
  • Algunas veces se puede calcular el n煤mero de genes que intervienen en la expresi贸n de un car谩cter cuantitativo, como en el caso del color del grano de trigo, e incluso calcular el grado de contribuci贸n de cada gen al fenotipo. No siempre es posible calcular el n煤mero de genes que intervienen en la expresi贸n de un car谩cter cuantitativo. El tama帽o de la corola en la flor del tabaco ( Nicotiana logiflora ) es un ejemplo de esto: Al cruzar variedades con corola peque帽a y grande respectivamente, la F 1 presenta todas las corolas de las flores de tama帽o intermedio y aunque en la F 2 se ha encontrado gran variaci贸n de tama帽os, nunca se han hallado representantes con los tama帽os de corola de los progenitores, aun cuando se han revisado cientos de descendientes en diversos experimentos; debido a esto se cree que en la determinaci贸n de 茅ste car谩cter participan muchos pares de genes.
  • En ciertos resultados que se observaron en generaciones F 2, los valores extremos obtenidos excedieron a los valores presentes en los progenitores. Este patr贸n se denomina variaci贸n transgresiva y su explicaci贸n se basa en que los progenitores no representaban los extremos posibles en las combinaciones de sus genotipos.
  • Como es muy dif铆cil identificar poligenes y su contribuci贸n al fenotipo, es necesario manejar los sistemas polig茅nicos en t茅rminos estad铆sticos, tales como media , varianza y error est谩ndar de la media.
  • La variaci贸n continua se caracteriza por presentar una gradaci贸n continua que al ser graficada da como resultado una curva de distribuci贸n normal con valores que representan la media y una varianza total determinada por un componente gen茅tico y un componente ambiental. De tal forma que, en un car谩cter con variaci贸n continua, la varianza total ser谩 igual a la varianza gen茅tica m谩s la ambiental. 聽 S 2 T = S 2 G + S 2 A 聽 Si quisi茅ramos conocer el componente gen茅tico de una caracter铆stica, tendr铆amos que controlar lo m谩s posible el componente ambiental (S 2 A =0), de tal forma que la varianza total ser铆a igual a la gen茅tica. De igual manera, si dese谩ramos saber cu谩nto de la varianza es ambiental, tendr铆amos que controlar el componente gen茅tico (S 2 G =0) para que la varianza total fuera igual a la ambiental.
  • En el caso de los humanos, las mejores pruebas para determinar la influencia de la herencia o del ambiente en determinado car谩cter, provienen de los estudios con gemelos id茅nticos (S 2 G =0) separados al nacer, o gemelos fraternos que han compartido id茅ntico ambiente (S 2 A =0).
  • Los estudios con gemelos univitelinos o monocig贸ticos y con gemelos fraternos o dicig贸ticos han proporcionado informaci贸n sobre caracter铆sticas de variaci贸n continua que se han discutido desde el siglo XIX, tales como si la inteligencia es ambiental o hereditaria.
  • Las medidas de semejanza entre los dos tipos de gemelos aportan informaci贸n 煤til sobre las contribuciones de la herencia y el medio ambiente. Si ambos miembros de un determinado tipo de gemelos poseen determinada caracter铆stica o carecen de ella, son fenot铆picamente similares o concordantes ; el grado relativo de concordancia en los gemelos indica la importancia del ambiente o de los genes en dicho car谩cter. Por ejemplo, el color de ojos tiene 99.6% de concordancia en gemelos id茅nticos y 28% en gemelos fraternos. La debilidad mental tiene 94% de concordancia en gemelos id茅nticos y 47% entre gemelos no-id茅nticos.
  • Los mejoradores de animales y vegetales que desean aumentar el rendimiento de sus producciones, deben elegir los progenitores de la siguiente generaci贸n bas谩ndose en el provecho de la generaci贸n actual; as铆 pues est谩n llevando a cabo un experimento de selecci贸n. Los mejoradores tienen que cuidar que los progenitores de la siguiente generaci贸n posean las caracter铆sticas de inter茅s y que las transmitan a las siguientes generaciones; para ello es importante calcular la heredabilidad del car谩cter.
  • El c谩lculo de la heredabilidad informa la cantidad de variaci贸n en la distribuci贸n de un car谩cter que puede ser atribuida a causas gen茅ticas. Es la proporci贸n de la varianza que se debe a todos los componentes gen茅ticos, incluyendo dominancia, epist谩sis, interacciones g茅nicas y efectos citoplasm谩ticos.
  • La heredabilidad se puede calcular a trav茅s de la respuesta que tiene una poblaci贸n a la selecci贸n; se puede estimar directamente eliminando uno de los componentes de la varianza total o calcularse a trav茅s de la semejanza gen茅tica entre parientes. Hay varias formas de eliminar componentes de la varianza. Si usamos organismos gen茅ticamente id茅nticos (clones o gemelos monocig贸ticos), la varianza gen茅tica ser谩 cero y la restante ser谩 ambiental.
  • Es muy dif铆cil calcular la heredabilidad en el hombre, debido a que no pueden obtenerse l铆neas puras ni manipular a los seres humanos en diversos ambientes o llevar a cabo experimentos de selecci贸n, por lo que los m茅todos para calcular la heredabilidad se limitan a estudios de concordancia y discordancia entre gemelos id茅nticos y fraternos, adem谩s de investigaciones realizadas con gemelos criados en diferentes ambientes y estudios de correlaci贸n entre parientes.
  • Si se conoce la heredabilidad del car谩cter es posible determinar si conviene implementar un programa de mejoramiento gen茅tico o simplemente dar a nuestros organismos las condiciones ambientales adecuadas para incrementar la productividad.
  • En el caso de las enfermedades con herencia multifactorial como la diabetes, es importante definir el grado de heradabilidad, pues 茅ste indica el grado de propensi贸n seg煤n el parentesco .

9 Mecanismos De Evoluci贸N 9 Mecanismos De Evoluci贸N Presentation Transcript

  • Mecanismos De Evoluci贸n Gen茅tica Cuantitativa, Multifactorial Y Polig茅nica
  • Leyes De Correlaciones
    • En el primer cap铆tulo de El origen de las especies, La variaci贸n en estado dom茅stico, existe un apartado denominado 鈥淰ariaci贸n correlativa; herencia鈥
  • Monstruosidade s
    • Variaciones limitadas a algunas regiones anat贸micas de los organismos, como consecuencia de la selecci贸n dirigida por el hombre.
  • Leyes De Correlaci贸n
    • Ahora pueden explicarse con los principios de la herencia ligada al sexo , los genes ligados y el efecto pleiotr贸pico .
    • Las monstruosidades con el concepto de norma de reacci贸n.
  • Leyes De Variaci贸n
    • Herencia combinada
    • Hip贸tesis provisional de la pang茅nesis
    • Herencia de caracteres adquiridos por uso y desuso
    Darwin. Cap铆tulo 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 hip贸tesis fundamental de Natura non facit saltum (la naturaleza no da saltos) no s贸lo propuesta por 茅l, sino com煤n entre los cient铆ficos de la 茅poca.
    F 1
  • Variaci贸n Continua
    • F. Galton (S. XIX). Di谩metro de las semillas de los ch铆charos dulces.
    • P plantas con semillas grandes X otras de semillas peque帽as,
    • F 1 plantas con semillas de di谩metro intermedio entre los dos progenitores.
    • F 2 semillas con distinto di谩metro, tan grandes o peque帽os como los progenitores.
    Francis Galton (1822-1911)
  • Variaci贸n Continua
    • Joseph K枚lreuter (1760) longitud del tallo del tabaco.
    • P variedades altas X enanas de tabaco.
    • F 1 fueron de tama帽o intermedio.
    • F 2 present贸 una gradaci贸n continua desde el tama帽o del progenitor enano hasta el del progenitor alto, siendo la mayor铆a de tama帽o intermedio, en una distribuci贸n normal.
    Joseph Gottlieb Koelreuter (1733-1806) Nicotiana longiflora
  • Variaci贸n Discontinua
    • Las caracter铆sticas mendelianas como forma o color de la semilla del ch铆charo; el color rojo o blanco de los ojos de Drosophila y la capacidad o incapacidad de doblar la lengua en 鈥渢aquito鈥, son ejemplos de variaci贸n discontinua o cualitativa .
  • Herencia Mendeliana
    • Si pregunt谩semos a un grupo de estudiantes sobre su capacidad de doblar la lengua en forma de 鈥渢aquito鈥, s贸lo tendr铆amos dos respuestas cualitativas y discretas: S铆 o no.
    Genotipo dominante T-
  • Variaci贸n Continua O Cuantitativa
    • No obstante, muchos fenotipos tienen variaci贸n continua o cuantitativa , como la estatura, el peso o el color de la piel en humanos; o la producci贸n de huevos, carne y leche.
  • Variaci贸n Continua O Cuantitativa
    • Si pregunt谩ramos al grupo sobre su estatura tendr铆amos muchos datos diferentes -cuantitativos y continuos-
    • Si grafic谩ramos la frecuencia de cada una de estas referencias, seguramente encontrar铆amos una curva con distribuci贸n normal
  • Herencia Polig茅nica
    • El sueco H. Nilsson-Ehle (1913) demostr贸 que los rasgos que exhiben variaci贸n continua est谩n controlados por 2 贸 m谩s genes con efecto aditivo (polig茅nico).
    Herman Nilsson-Ehle (1873-1949)
  • Experimento 1
    • Suger铆a la segregaci贸n de un par de alelos semidominantes.
    F 2 Semillas de color rojo claro, rosa y blanco en proporci贸n 1:2:1
  • Experimento 2
    • Estas proporciones suger铆an que dos pares de alelos con efecto aditivo segregaban de manera independiente.
    F 2 Semillas de varios tonos que abarcaban del rojo al blanco, en proporciones de 1:4:6:4:1
  • Experimento 3
    • Indicando la segregaci贸n independiente de tres pares de genes.
    F 2 Se obtuvo un abanico de tonos m谩s amplio, que cubr铆a desde el rojo oscuro hasta el blanco en proporciones 1:6:15:20:15:6:1
  • Herencia Polig茅nica
    • As铆 se explic贸 la variaci贸n continua postulada como hip贸tesis de genes m煤ltiples o polig茅nica.
    P F 1 F 2 F 2
  • Gen茅tica Cuantitativa
    • La gen茅tica cuantitativa , polig茅nica o multifactorial estudia la herencia de caracter铆sticas fenot铆picas que presentan variaci贸n continua o cuantitativa , de ah铆 su nombre.
  • Gen茅tica Cuantitativa
    • Dependen de la acci贸n de muchos genes que ejercen un ligero efecto en un fenotipo, polig茅nica .
    • Difiere del cl谩sico patr贸n 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 epist谩sis, las influencias citoplasm谩ticas, las interacciones entre genes y productos g茅nicos y las interacciones con el ambiente se ven reflejados en los promedios y las varianzas, de ah铆 que tambi茅n se le conozca como multifactorial
  • Herencia Polig茅nica
    • No siempre es posible calcular el n煤mero de genes que intervienen en la expresi贸n de un car谩cter cuantitativo.
    • P variedades con corola peque帽a X grande.
    • F 1 presenta todas las corolas de las flores de tama帽o intermedio.
    • F 2 nunca se han hallado representantes con los tama帽os de corola de los progenitores.
    Nicotiana logiflora
  • Variaci贸n Transgresiva
    • En ciertos resultados que se observaron en generaciones F 2, los valores extremos obtenidos excedieron a los valores presentes en los progenitores .
    • Este patr贸n se denomina variaci贸n transgresiva y su explicaci贸n se basa en que los progenitores no representaban los extremos posibles en las combinaciones de sus genotipos.
  • Gen茅tica Cuantitativa
    • Como es muy dif铆cil identificar poligenes y su contribuci贸n al fenotipo, es necesario manejar los sistemas polig茅nicos en t茅rminos estad铆sticos, tales como media , varianza y error est谩ndar de la media.
  • Varianza Total
    • En un car谩cter con variaci贸n continua, la varianza total ser谩 igual a la varianza gen茅tica m谩s la ambiental
    • S 2 T = S 2 G + S 2 A
  • Estudios Con Gemelos
    • En el caso de los humanos, las mejores pruebas para determinar la influencia de la herencia o del ambiente en determinado car谩cter, provienen de los estudios con gemelos id茅nticos (S 2 G =0) separados al nacer, o gemelos fraternos que han compartido id茅ntico ambiente (S 2 A =0).
  • Estudios Con Gemelos Sir Francis Galt贸n (1822-1911) Inteligencia : 50% en ni帽os y j贸venes 60-70 % en adultos
  • Concordancia
    • Color de ojos: 99.6% de concordancia en gemelos id茅nticos y 28% en gemelos fraternos.
    • Ddebilidad mental: 94% de concordancia en gemelos id茅nticos y 47% entre gemelos no-id茅nticos.
    • En gemelos id茅nticos concuerda la estatura en casi 100% y el car谩cter 50%.
  • Selecci贸n Artificial
    • La herencia cuantitativa se ajusta al patr贸n darwiniano de cambios graduales y continuos seleccionados por medios naturales
  • Heredabilidad
    • El c谩lculo de la heredabilidad informa la cantidad de variaci贸n en la distribuci贸n de un car谩cter que puede ser atribuida a causas gen茅ticas .
    • Es la proporci贸n de la varianza que se debe a todos los componentes gen茅ticos, incluyendo dominancia, epist谩sis, interacciones g茅nicas y efectos citoplasm谩ticos.
  • Heredabilidad
    • Se puede calcular a trav茅s de la respuesta que tiene una poblaci贸n a la selecci贸n.
    • O directamente eliminando uno de los componentes de la varianza total.
    • O calcularse a trav茅s de la semejanza gen茅tica entre parientes.
  • Herdabilidad
    • Es muy dif铆cil calcular la heredabilidad en el hombre .
    • Estudios de concordancia y discordancia entre gemelos id茅nticos y fraternos .
    • Investigaciones realizadas con gemelos criados en diferentes ambientes.
    • Estudios de correlaci贸n entre parientes.
  • Mejoramiento Gen茅tico
    • Si se conoce la heredabilidad del car谩cter es posible determinar si conviene implementar un programa de mejoramiento gen茅tico 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 茅ste indica el grado de propensi贸n seg煤n el parentesco.
    Distribuci贸n de frecuencias de la presi贸n sangu铆nea sist贸lica. Modelo de dos locus, dos alelos.