Genética Cuantitativa de la Evolución
La genética cuantitativa estudia la herencia y la evolución de rasgos continuos controlados por muchos genes, prediciendo cómo dichos rasgos responden a la selección.
Definition
La genética cuantitativa es la rama de la genética que se ocupa de los rasgos que varían continuamente y están influenciados por muchos loci y el medio ambiente. Modela estadísticamente la variación fenotípica, partiéndola en componentes para predecir la respuesta de las poblaciones a la selección.
Scope
Este tema abarca la partición de la varianza fenotípica en componentes genéticos y ambientales, los conceptos de heredabilidad y varianza genética aditiva, la ecuación del criador para predecir la respuesta a la selección, las correlaciones genéticas entre rasgos y el marco multivariado que describe la evolución de conjuntos de rasgos.
Core questions
- ¿Cómo se particiona la varianza fenotípica en componentes genéticos aditivos, de dominancia y ambientales?
- ¿Qué mide la heredabilidad y cómo se estima?
- ¿Cómo predice la ecuación del criador la respuesta de un rasgo a la selección?
- ¿Cómo las correlaciones genéticas y las compensaciones (trade-offs) moldean la evolución conjunta de múltiples rasgos?
Key theories
- La ecuación del criador
- La respuesta a la selección de un rasgo cuantitativo es igual a su heredabilidad en sentido estricto multiplicada por el diferencial de selección, conectando la varianza heredable con la tasa de cambio evolutivo.
- Evolución multivariada y la matriz G
- Debido a que los rasgos están genéticamente correlacionados, su respuesta conjunta a la selección se rige por la matriz de varianza-covarianza genética aditiva, que puede desviar la evolución de la dirección de la selección más fuerte.
Mechanisms
La varianza fenotípica se descompone en varianzas genéticas aditivas, de dominancia y de interacción, más la varianza ambiental. La heredabilidad en sentido estricto es la relación entre la varianza genética aditiva y la varianza fenotípica total, y determina la fidelidad con la que la descendencia se asemeja a los padres. La ecuación del criador predice el cambio por generación en la media de un rasgo a partir de la heredabilidad y el diferencial de selección. Para múltiples rasgos, la matriz de varianza-covarianza genética combinada con el vector de gradientes de selección predice la evolución multivariada, por lo que las correlaciones genéticas y la pleiotropía pueden restringir o redirigir la adaptación.
Clinical relevance
Los métodos de genética cuantitativa estiman la heredabilidad de rasgos humanos complejos y el riesgo de enfermedades, sustentan la predicción genómica en la cría de animales y plantas, e informan la interpretación de las puntuaciones poligénicas.
History
El artículo de Fisher de 1918 reconcilió la variación continua con la herencia mendeliana, fundando la genética cuantitativa. El campo maduró a través del trabajo de mediados de siglo sobre la heredabilidad y la respuesta a la selección, y fue sintetizado para la biología evolutiva por el marco multivariado de Lande y Arnold en la década de 1980.
Debates
- Cuán estable es la matriz de varianza-covarianza genética?
- Si la matriz G permanece lo suficientemente constante a lo largo del tiempo evolutivo para predecir la evolución de rasgos a largo plazo, o si cambia a medida que las frecuencias alélicas varían, es una cuestión abierta.
Key figures
- Ronald A. Fisher
- Sewall Wright
- Douglas Falconer
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Seminal works
- falconerMackay1996
- futuyma2017
- saetreRavinet2019
Frequently asked questions
- ¿Qué significa una heredabilidad de 0.5?
- Significa que aproximadamente la mitad de la variación fenotípica para ese rasgo en esa población y ambiente se debe a diferencias genéticas aditivas entre individuos; es una estadística poblacional, no una propiedad de un individuo.
- ¿Pueden los rasgos evolucionar en contra de la dirección de la selección?
- Sí. Debido a las correlaciones genéticas, un rasgo puede cambiar en una dirección opuesta a la selección que actúa directamente sobre él cuando está genéticamente correlacionado con otros rasgos bajo una selección más fuerte.