Introgresión - Introgression

Clado filogenético introgresivo
Un modelo filogenético de hibridación introgresiva; la zona híbrida de los linajes de las dos especies se muestra en azul, y cada línea horizontal representa un evento introgresivo individual.

La introgresión , también conocida como hibridación introgresiva , en genética es la transferencia de material genético de una especie al acervo genético de otra mediante el retrocruzamiento repetido de un híbrido interespecífico con una de sus especies parentales. La introgresión es un proceso a largo plazo, incluso cuando es artificial; pueden pasar muchas generaciones híbridas antes de que se produzca un retrocruzamiento significativo. Este proceso es distinto de la mayoría de las formas de flujo de genes en que ocurre entre dos poblaciones de diferentes especies, en lugar de dos poblaciones de la misma especie.

La introgresión también se diferencia de la hibridación simple . La hibridación simple da como resultado una mezcla relativamente uniforme; Las frecuencias de genes y alelos en la primera generación serán una mezcla uniforme de dos especies parentales, como la observada en las mulas . La introgresión, por otro lado, da como resultado una mezcla de genes compleja y altamente variable, y puede involucrar solo un porcentaje mínimo del genoma del donante.

Definición

La introgresión o hibridación introgresiva es la incorporación (generalmente a través de hibridación y retrocruzamiento) de genes y / o alelos nuevos de un taxón en el conjunto de genes de un segundo taxón distinto. Esta introgresión se considera "adaptativa" si la transferencia genética da como resultado un aumento general de la aptitud del taxón receptor.

Los eventos de introgresión antigua pueden dejar rastros de especies extintas en los genomas actuales, un fenómeno conocido como introgresión fantasma .

Fuente de variación

La introgresión es una fuente importante de variación genética en poblaciones naturales y puede contribuir a la adaptación e incluso a la radiación adaptativa . Puede ocurrir en zonas híbridas debido al azar, la selección o el movimiento de la zona híbrida. Existe evidencia de que la introgresión es un fenómeno omnipresente en plantas y animales, incluidos los humanos, en el que puede haber introducido el alelo D de la microcefalina .

Se ha propuesto que, históricamente, la introgresión con animales salvajes contribuye en gran medida a la amplia gama de diversidad que se encuentra en los animales domésticos, en lugar de múltiples eventos de domesticación independientes.

También se ha demostrado que la hibridación introgresiva es importante en la evolución de especies de cultivos domesticados, posiblemente proporcionando genes que ayuden a su expansión a diferentes entornos. Un estudio genómico del Centro de Genómica y Biología de Sistemas de Abu Dhabi de la Universidad de Nueva York mostró que las variedades de palmeras datileras domesticadas del norte de África muestran una hibridación introgresiva de entre el 5% y el 18% de su genoma de la palmera salvaje cretense Phoenix theophrasti en palmeras datileras de Oriente Medio P. dactylifera. Este proceso también es similar a la evolución de las manzanas mediante la hibridación de las manzanas de Asia Central con la manzana silvestre europea. También se ha demostrado que el arroz índica surgió cuando el arroz japónica chino llegó a la India hace unos 4.500 años y se hibridó con una protoindica no domesticada o O. nivara silvestre, y transfirió genes clave de domesticación de japónica a índica.

Ejemplos de

Humanos

Artículo principal: Mestizaje entre humanos arcaicos y modernos.

Existe una fuerte evidencia de la introgresión de genes neandertales y genes denisovanos en partes del acervo genético humano moderno (ver más en Mezcla humana arcaica con humanos modernos ).

Mariposas

Se ha observado un ejemplo importante de introgresión en estudios de mimetismo en el género de mariposas Heliconius . Este género incluye 43 especies y muchas razas con diferentes patrones de color. Los congéneres que exhiben distribuciones superpuestas muestran patrones de color similares. Las subespecies H. melpomene amaryllis y H. melpomene timareta ssp. nov. superposición en la distribución.

Usando la prueba ABBA / BABA , algunos investigadores han observado que hay alrededor de 2% a 5% de introgresión entre el par de subespecies. Es importante destacar que la introgresión no es aleatoria. Los investigadores vieron una introgresión significativa en los cromosomas 15 y 18, donde se encuentran importantes loci de mimetismo (loci B / D y N / Yb). Compararon ambas subespecies con H. melpomene agalope , que es una subespecie cercana a H. melpomene amaryllis en árboles de genoma completo. El resultado del análisis fue que no existe relación entre esas dos especies y H. melpomene agalope en los loci B / D y N / Yb. Además, realizaron el mismo análisis con otras dos especies con distribuciones superpuestas, H. timareta florencia y H. melpomene agalope . Demostraron introgresión entre los dos taxones, especialmente en los loci B / D y N / Yb.

Finalmente, concluyeron sus experimentos con análisis filogenéticos de ventana deslizante, estimando diferentes árboles filogenéticos dependiendo de las diferentes regiones de los loci. Cuando un locus es importante en la expresión del patrón de color, existe una estrecha relación filogenética entre las especies. Cuando el locus no es importante en la expresión del patrón de color, las dos especies están filogenéticamente distantes porque no hay introgresión en dichos loci.

Especies domesticas

La introgresión puede tener un impacto significativo en las poblaciones humanas a través de la hibridación, por ejemplo, entre poblaciones de animales silvestres y domésticas. Esto incluye las mascotas domésticas, como se ve en gatos o perros .

Plantas

Artículo principal: Hibridación introgresiva en plantas.

Se ha observado introgresión en varias especies de plantas. Por ejemplo, Arnold y Bennett (1993) han estudiado una especie de iris del sur de Luisiana con respecto al aumento de la aptitud de las variantes híbridas.

Pez

Espinasa et al. encontraron que la introgresión entre un miembro de la superficie de Astroblepus y una especie troglomórfica , Astroblepus pholeter, resultó en el desarrollo de rasgos previamente perdidos en la descendencia, como ojos y nervios ópticos distintos.

Línea de introgresión

Una línea de introgresión (IL) es una especie de cultivo que contiene material genético derivado artificialmente de una población relativa silvestre mediante retrocruzamiento repetido. Un ejemplo de una colección de IL (llamada biblioteca de IL ) es el uso de segmentos cromosómicos de Solanum pennellii (una variedad silvestre de tomate ) que se introdujo en Solanum lycopersicum (una variedad de tomate cultivado). Las líneas de una biblioteca de IL generalmente cubren el genoma completo del donante. Las líneas de introgresión permiten el estudio de loci de rasgos cuantitativos , pero también la creación de nuevas variedades mediante la introducción de rasgos exóticos .

Fusión de linaje

Fusión de linaje entre dos especies para formar un linaje híbrido.
Fusión de linaje en un árbol filogenético; Los eventos de introgresión individuales dentro de la zona híbrida (azul) se muestran como líneas horizontales. Los híbridos se producen antes de que los linajes se fusionen, pero vuelven a unirse a uno de los dos linajes. Ni las especies A ni B permanecen existentes en el área de interés.

La fusión de linajes es una variante extrema de introgresión que resulta de la fusión de dos especies o poblaciones taxonómicamente distintas. Esto eventualmente resulta en una sola población que desplaza o reemplaza a las especies parentales en la región. Alguna fusión de linajes ocurre poco después de que dos taxones divergen o se especian, especialmente si hay pocas barreras reproductivas entre los linajes. No es estrictamente necesario que los dos linajes estén estrechamente relacionados, sino que tengan la capacidad de producir descendencia viable.

Ver también

Referencias

Otras lecturas