Genética Quantitativa da Evolução

A genética quantitativa estuda a herança e a evolução de características contínuas controladas por muitos genes, prevendo como tais características respondem à seleção.

Definition

A genética quantitativa é o ramo da genética que lida com características que variam continuamente e são influenciadas por muitos loci e pelo ambiente. Ela modela a variação fenotípica estatisticamente, particionando-a em componentes para prever a resposta das populações à seleção.

Scope

Este tópico abrange a partição da variância fenotípica em componentes genéticos e ambientais, os conceitos de herdabilidade e variância genética aditiva, a equação do melhorista para prever a resposta à seleção, as correlações genéticas entre características e a estrutura multivariada que descreve a evolução de conjuntos de características.

Core questions

• Como a variância fenotípica é particionada em componentes genéticos aditivos, de dominância e ambientais?
• O que a herdabilidade mede e como ela é estimada?
• Como a equação do melhorista prevê a resposta de uma característica à seleção?
• Como as correlações genéticas e os trade-offs moldam a evolução conjunta de múltiplas características?

Key theories

A equação do melhorista

A resposta à seleção de uma característica quantitativa é igual à sua herdabilidade no sentido restrito multiplicada pelo diferencial de seleção, conectando a variância herdável à taxa de mudança evolutiva.

Evolução multivariada e a matriz G

Como as características são geneticamente correlacionadas, sua resposta conjunta à seleção é governada pela matriz de variância-covariância genética aditiva, que pode desviar a evolução da direção da seleção mais forte.

Mechanisms

A variância fenotípica é decomposta em variâncias genéticas aditiva, de dominância e de interação, além da variância ambiental. A herdabilidade no sentido restrito é a razão da variância genética aditiva para a variância fenotípica total e determina quão fielmente a prole se assemelha aos pais. A equação do melhorista prevê a mudança por geração na média de uma característica a partir da herdabilidade e do diferencial de seleção. Para múltiplas características, a matriz de variância-covariância genética combinada com o vetor de gradientes de seleção prevê a evolução multivariada, de modo que as correlações genéticas e a pleiotropia podem restringir ou redirecionar a adaptação.

Clinical relevance

Os métodos de genética quantitativa estimam a herdabilidade de características humanas complexas e o risco de doenças, sustentam a previsão genômica no melhoramento animal e vegetal e informam a interpretação de escores poligênicos.

History

O artigo de Fisher de 1918 reconciliou a variação contínua com a herança mendeliana, fundando a genética quantitativa. O campo amadureceu através do trabalho de meados do século sobre herdabilidade e resposta à seleção, e foi sintetizado para a biologia evolutiva pela estrutura multivariada de Lande e Arnold na década de 1980.

Debates

Quão estável é a matriz de variância-covariância genética?

Se a matriz G permanece constante o suficiente ao longo do tempo evolutivo para prever a evolução de características a longo prazo, ou se muda à medida que as frequências alélicas se alteram, é uma questão em aberto.

Key figures

• Ronald A. Fisher
• Sewall Wright
• Douglas Falconer

Seminal works

• falconerMackay1996
• futuyma2017
• saetreRavinet2019

Frequently asked questions

O que significa uma herdabilidade de 0,5?

Significa que cerca de metade da variação fenotípica para essa característica naquela população e ambiente é devido a diferenças genéticas aditivas entre os indivíduos; é uma estatística populacional, não uma propriedade de um indivíduo.

As características podem evoluir contra a direção da seleção?

Sim. Devido às correlações genéticas, uma característica pode mudar em uma direção oposta à seleção que atua diretamente sobre ela quando está geneticamente correlacionada com outras características sob seleção mais forte.