endogamia y exogamia -...
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Endogamia y Exogamia
Distintos grados de endogamia y exogamia.
Consanguinidad. Coeficiente de consanguinidad. Efectos
de la consanguinidad en especies autógamas y
alógamas. Teoría de las líneas puras de Johansen.
Heterosis en vegetales y animales.
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Conceptos previos
En la clase de ciclos biológicos se vio que los organismos se
clasifican en: organismos mícticos, apomícticos y amícticos.
Aquellos que tienen reproducción son los que interesan en
este punto.
La reproducción favorece la unión de gametas. Así, cuando
se unen gametas parecidas o semejantes, hay mayor
fertilidad en los descendientes. En cambio cuando, se unen
gametas diferentes, los individuos resultantes serán estériles
y sólo pueden prosperar mientras vivan los tipos parentales
(ej.: mula). CATEDRTA DE GENÉTICA- FAZ - UNT
Autógamas y Alógamas
Entre las especies que recurren a la reproducción para
perpetuarse a través de las generaciones están aquellas que se
autofecundan (autógamas como la arveja) y las especies con
fecundación cruzada (alógamas como el maíz).
Arveja - autógama Maíz - alógama
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Especies alógamas
Alfalfa (Medicago sativa)
Calabaza (Cucurbita spp)
Maíz (Zea mays)
Melón (Cucumis melo)
Sandía (Citrullus vulgaris)
Especies autógamas
Arveja (Pisum sativum)
Maní ( Arachis hipogea)
poroto (Phasealus vulgaris)
Garbanzo (Cicer arietinum)
Soja (Glycine max)
Algunos ejemplos de especies autógamas y de
especies alógamas
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ENDOGAMIA
La endogamia es el cruzamiento entre individuos
emparentados. La endogamia conduce a la
homocigosis.
El máximo grado de endogamia es la
autofecundación.
Aunque la homocigosis total no se alcanza
(siempre queda un porcentaje de heterocigotas):
esto se puede ver a partir de un par de alelos
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1600 ind. Aa
400 AA 800 Aa 400 aa
400 AA 200 AA 400 Aa 200 aa 400 aa
600 AA 100 AA 200 Aa 100 aa 600 aa
700 AA 50 AA 100 Aa 50 aa 700 aa
Proporción de heterocigotos para un locus a través de las
generaciones de autofecundación:
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Porcentaje de heterocigosis
En la 1ra. Generación 50 %
En la 2da. Generación 25%
En las siguientes generaciones, la heterocigosis sigue disminuyendo,
aumenta la consanguinidad, pero no se llega al 100% de homocigosis.
La consanguinidad aumenta la probabilidad de aparición de los
recesivos.
Esto explica porqué la consanguinidad hace expresar los recesivos
perjudiciales que antes estaban enmascarados por el dominante en el
heterocigota.
Proporción de heterocigotos para un locus a través de las
generaciones de autofecundación (continuación diapositiva
anterior):
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Distintos grados de endogamia y de exogamia
Se pueden presentar varios casos:
1. Autofertilización de individuos haploides (máximo grado de
endogamia). Ej. plantas haploides de maíz, si se produce una
autofecundación, todos los genes se duplican, pasa a ser
homocigota en todos sus genes.
2. Autofertilización de individuos diploides: no es totalmente
homocigota, si se autofecunda tiende a la homocigosis pero no
como en el primer caso.
3. Cruzamiento entre hermanos o padres e hijos.
4. Apareamiento entre medios hermanos o tíos y sobrinos.
5. Apareamiento entre medios tíos y sobrinos.
6. Apareamiento entre primos hermanos.
7. Apareamientos al azar dentro de una raza.
8. Apareamientos al azar entre especies diferentes.
9. Apareamientos al azar entre géneros diferentes (máximo grado de
exogamia)
La mayor fertilidad la tendrán los primeros CATEDRTA DE GENÉTICA- FAZ - UNT
La práctica de la endogamia
aumenta el porcentaje de individuos
homocigotas en una población
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EXOGAMIA
La exogamia es el cruzamiento entre individuos no
emparentados, de diferentes especies o de distinto género.
La exogamia conduce a la heterocigosis (ej. mula).
Los grados, desde endogamia hasta endogamia, se resumen
así:
(+) Endogamia. Autofecundación en plantas. (mayor fertilidad)
Cruzamiento entre hermanos.
Cruzamiento entre padres e hijos
Cruzamiento entre primos hermanos
Cruzamiento entre tíos y sobrinos.
Cruzamiento entre primos 2° ….
Cruzamiento entre distintas especies o
distinto género
Exogamia CATEDRTA DE GENÉTICA- FAZ - UNT
Hay especies que naturalmente poseen mecanismos para
impedir la autofecundación, así se encuentra el caso de las
series de autoincompatibilidad polen – estilo en varias especies
hermafroditas. Este mecanismo favorece la fecundación
cruzada, es decir la heterocigosis y la variabilidad.
Ej.: alelos de incompatibilidad en Solanáceas, Leguminosas,
Crucíferas, Asteráceas, Poáceas, etc.
S1
S1 S2
S3
S1 S2
S3
S1 S2
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El hombre desde hace muchos años, ha realizdo experiencias para
obtener líneas endogámicas. Para ello, ha recurrido a efectuar la
práctica de la autofecundación en vegetales o en animales,
realizando el cruzamiento entre hermanos.
Por autofecundación, se obtiene un mayor porcentaje de homocigosis
en un menor número de generaciones.
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En autógamas no tiene
consecuencias porque a través de
las sucesivas autofecundaciones ya
están adaptadas.
En alógamas: se expresa o aparece
el recesivo,
ej.: en alfalfa que es alógama a
pesar de ser hermafrodita
AA X AA
AA
Aa X Aa
AA Aa aa
Autógamas
Alógamas
Los efectos de la consanguinidad o endogamia
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Consanguinidad: es también un sinónimo de endogamia y trae
como consecuencia la homocigosis y líneas puras
La consanguinidad no crea defectos, pero posibilita la expresión
de los recesivos y si hay un recesivo que determina un defecto,
ese defecto se manifiesta como homocigota recesivo. Ej. albinismo
en maíz
Aa x Aa
AA Aa aa albinismo
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Cómo se mide la consanguinidad? A través del coeficiente de consanguinidad.
En plantas alógamas,
cuando se practica la autofecundación
F= 1- (1/2)n
n= es el número de generaciones por autofecundación
El coeficiente varía entre 0 y 1.
Ej., para obtener el coeficiente de consanguinidad al cabo de dos
generaciones por autofecundación, será:
F= 1- (1/2)n
F= 1- (1/2)2; F= 1 -1/4; F = 0.75
Es decir que la probabilidad de que un individuo sea homocigota al cabo
de dos generaciones es 0.75, por autofecundación. CATEDRTA DE GENÉTICA- FAZ - UNT
Cuanto mayor es el número de generaciones por autofecundación,
menor es el cociente (½)n, y por lo tanto, es mayor F, se acerca a 1,
pero nunca llega a ser un 100% de homocigosis.
Coeficiente de Consanguinidad en animales y en especies
dioicas
F= 1/2. (1/2)n
n= es el número de líneas desde un progenitor pasando por un
ancestro común hasta el otro progenitor.
El coeficiente de consanguinidad (F) significa o es la probabilidad de
que un individuo sea homocigota para un par de alelos.
Coeficiente de Consanguinidad
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A X B
C D
E
E
F X G
H I
J K
L
Coeficiente de Consanguinidad (en animales y plantas
dioicas)
F= 1/2. (1/2)n
F= 1/2. (1/2)2
F= 1/2. (1/2)6
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Heterosis o vigor híbrido
La práctica de la autofecundación
(por ej., en maíz) por líneas,
disminuye el vigor por autofecundación
Cuando se cruzan dos líneas puras de maíz la F1 es uniforme y
muchas veces no sólo recupera el vigor perdido sino que lo supera.
Este fenómeno recibe el nombre de Vigor Híbrido o Heterosis ya
que numerosos autores atribuyen este efecto a la heterocigosis
misma.
Después de la primera generación que sigue a un cruzamiento, hay
segregación y se pierden las ventajas del híbrido, por lo que el
productor necesita tener todos los años nuevas semillas del maíz
híbrido.
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A B
Lo que se consigue es
uniformidad genética, se
obtiene una alta
producción, una sola
mazorca por planta y a
la misma altura para
favorecer la cosecha.
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Al cruzar dos líneas puras, la planta progenitora materna, como es típico de
las líneas consanguíneas, es pequeña y produce mazorcas de baja
productividad. Para la resolver este problema, la semilla híbrida del maíz
para siembra suele producirse por medio de cruzamientos dobles.
Híbridos dobles
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Explicación de la Heterosis
El vigor se encuentra asociado al estado heterocigota.
a) Explicación basada en la interacción de alelos.
Varios investigadores proponen que la heterocigosis per se es esencial para
la heterosis.
En resumen, se explica que si para un locus, existen los alelos a1 y a2 , la
combinación heterocigota a1 a2 es superior a cualquiera de los homocigotas
a1 a1 ó a2a2
Esto explica que los alelos a1 y a2 realizan efectos distintos y que la suma de
sus diferentes productos, o algún producto de interacción entre ellos, produce
un vigor superior al de los productos sencillos producidos por cualquier a de
los alelos al estado homocigota (a1 a1 ó a2a2 ).
Explicado también por la Superdominancia.
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b) Explicación basada en la interacción de diferentes genes dominantes.
Otros investigadores consideran que la heterosis puede explicarse más
simplemente, en términos de dominancia de los genes favorables para el
vigor y la consiguiente recesividad de los genes desfavorables para el vigor.
Si se hace un cruzamiento entre dos líneas puras:
aaBBCCddEE x AAbbCCDDee
AaBaCCDdEe
El híbrido, al tener alelos dominantes favorables en más loci diferentes que
cualquier línea pura, deberá ser más vigoroso que las líneas paternas.
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Consanguinidad y fijación de caracteres
La consanguinidad prolongada tiene como resultado la
homocigosis. Otra forma de decir esto es que la consanguinidad
tiene como resultado la fijación de los caracteres genéticos.
Ej.:
Si un grupo de individuos es heterocigotas para dos pares de
genes (AaBb), la consanguinidad podría traer como resultado la
formación de 4 líneas homocigotas
AAbb, aaBB, aabb y AABB
Estas razas puras. Después de una consanguinidad larga, las
poblaciones se separarían en grupos genéticamente diferentes,
cada uno de ellos uniforme. Este efecto tiene consecuencias
importantes en la evolución, en la selección de caracteres y en la
mejora de animales y plantas. CATEDRTA DE GENÉTICA- FAZ - UNT
Johansen (1903) estudió el efecto de la selección en el carácter "peso de sernilla” en Phaseolus vulgaris (autógama, la descendencia se produce por autofecundación).
Observó que la descendencia procedente de semillas de mayor peso tenían en general, un promedio de peso mayor que las que procedían de semillas menores. Esto indicaba que de alguna manera el carácter peso se heredaba.
Teoría de las líneas puras Johansen
Utilizó en sus experiencias la variedad comercial "Princesa" en la que las semillas eran de diferentes tamaños.
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1- Cada línea mostraba un peso medio característico. La línea 1, la más pesada, tenía una descendencia cuyo peso medio era aproximadamente 64 cg, la línea 2 tenía un peso medio menor, y así sucesivamente, hasta la línea 19 la más ligera, con un peso medio aproximado de 35 cg. 2- Cada línea presentaba una distribución continua normal, pero con una variabilidad menor que la que mostraba la población original de la variedad.
Posteriormente, obtuvo 19 líneas puras a partir de semillas de esta variedad. Estudiando por separado sus descendencias, llegó a los siguientes resultados:
Teoría de las líneas puras Johansen
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3- La descendencia de semillas de una misma línea tenían igual peso medio y diferente al de otras líneas. Johansen supuso que la variabilidad que aparecía en cada línea no tenia una causa genética, sino que se debía a la distinta influencia que ejercía el ambiente sobre cada línea. Esto lo comprobó de dos maneras: - Viendo que la descendencia producida por las semillas de diferentes tamaños dentro de una misma línea tenían igual peso medio, que a su vez era diferente de los pesos medios de otras líneas. - Comprobando que al cabo de seis generaciones de seleccionar en cada línea las semillas más pesadas y más ligeras, los pesos medios de ambas selecciones de cada línea se mantenían iguales.
Teoría de las líneas puras Johansen
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En consecuencia, Johannsen explicó sus resultados sobre la base de unir los efectos de la herencia y el ambiente, concluyendo que por tratarse de una especie autógama los individuos eran homocigotas o líneas puras. Dentro de cada una de ellas, la variación observada era consecuencia puramente ambiental. En resumen, Johannsen estableció que el fenotipo es la expresión del genotipo en un ambiente determinado. Fenotipo = genotipo + ambiente
F= G + A
Teoría de las líneas puras Johansen
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BIBLIOGRAFÍA
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