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Introgresión

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...

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Clado filogenético introgresivo
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 progenitoras. La introgresión es un proceso a largo plazo, incluso cuando es artificial; pueden transcurrir muchas generaciones híbridas antes de que se produzca un retrocruzamiento significativo. Este proceso se distingue de la mayoría de las formas de flujo genético en que ocurre entre dos poblaciones de especies diferentes, en lugar de entre dos poblaciones de la misma especie.

La introgresión también difiere de la hibridación simple . La hibridación simple da como resultado una mezcla relativamente homogénea; las frecuencias génicas y alélicas en la primera generación serán una mezcla uniforme de las dos especies parentales, como la observada en las mulas . La introgresión, en cambio, da como resultado una mezcla compleja y altamente variable de genes, y puede involucrar solo un porcentaje mínimo del genoma del donante.

La introgresión puede ocurrir en la naturaleza y, cuando la realizan los humanos, no requiere manipulación del ADN. Por lo tanto, no es un ejemplo de ingeniería genética.

Definición

La introgresión o hibridación introgresiva es la incorporación (generalmente mediante hibridación y retrocruzamiento) de genes o alelos nuevos de un taxón al acervo genético de un segundo taxón distinto. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Esta introgresión se considera "adaptativa" si la transferencia genética resulta en un aumento general de la aptitud del taxón receptor. [ 5 ]

Los eventos de introgresión antiguos pueden dejar rastros de especies extintas en los genomas actuales, un fenómeno conocido como introgresión fantasma . [ 6 ]

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 . [ 7 ] Puede ocurrir a través de zonas híbridas debido al azar, la selección o el movimiento de zonas híbridas. [ 8 ] Hay evidencia de que la introgresión es un fenómeno ubicuo en plantas y animales, [ 9 ] [ 10 ] incluyendo humanos, [ 11 ] en los que puede haber introducido el alelo D de la microcefalina . [ 12 ]

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. [ 13 ]

También se ha demostrado que la hibridación introgresiva es importante en la evolución de las especies de cultivos domesticados, ya que posiblemente proporciona genes que ayudan en su expansión a diferentes entornos. Un estudio genómico del Centro de Genómica y Biología de Sistemas de la Universidad de Nueva York en Abu Dabi mostró que las variedades domesticadas de palmera datilera del norte de África muestran hibridación introgresiva de entre el 5 y el 18 % de su genoma de la palmera silvestre cretense Phoenix theophrasti a las palmeras datileras de Oriente Medio P. dactylifera . Este proceso también es similar a la evolución de las manzanas por hibridación de manzanas de Asia Central con el manzano silvestre europeo. [ 14 ] También se ha demostrado que el arroz indica surgió cuando el arroz japonica chino llegó a la India hace unos ~4500 años y se hibridó con una proto-indica no domesticada o O. nivara silvestre , y transfirió genes clave de domesticación de japonica a indica. [ 15 ]

Ejemplos

Humanos

Hay pruebas sólidas de la introgresión de genes neandertales [ 16 ] y genes denisovanos [ 17 ] en partes del acervo genético humano moderno.

Pájaros

El ánade real es posiblemente el ave con mayor capacidad de hibridación con otras especies de patos, a menudo hasta el punto de perder la identidad genética de estas especies. Por ejemplo, las poblaciones de ánade real asilvestrado han reducido significativamente las poblaciones silvestres del pato negro del Pacífico en Nueva Zelanda y Australia mediante el mestizaje.

mariposas

Un ejemplo importante de introgresión se ha observado en estudios de mimetismo en el género de mariposas Heliconius . [ 18 ] Este género incluye 43 especies y muchas razas con diferentes patrones de color. Los congéneres que presentan distribuciones superpuestas muestran patrones de color similares. Las subespecies H. melpomene amaryllis y H. melpomene timareta ssp. nov. se superponen en su distribución.

Utilizando la prueba ABBA/BABA , algunos investigadores han observado que existe entre un 2 % y un 5 % de introgresión entre el par de subespecies. Es importante destacar que la introgresión no es aleatoria. Los investigadores observaron 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 , una subespecie cercana a H. melpomene amaryllis en los árboles de genoma completo. El resultado del análisis fue que no existe relación entre estas 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 según las distintas 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 debido a la ausencia de introgresión en dichos loci.

especies domésticas

La introgresión puede tener un impacto significativo entre poblaciones de animales salvajes y domésticos. Esto incluye a las mascotas domésticas, como se observa en gatos [ 19 ] o en perros [ 20 ] .

Plantas

Se ha observado introgresión en varias especies de plantas. Por ejemplo, Arnold y Bennett (1993) estudiaron una especie de iris del sur de Luisiana en relación con la mayor aptitud de las variantes híbridas. [ 21 ] [ 22 ]

Pez

Espinasa et al. descubrieron que la introgresión entre miembros de Astroblepus que habitan en la superficie y una especie troglomórfica , Astroblepus pholeter, resultó en el desarrollo de rasgos previamente perdidos en la descendencia, como ojos y nervios ópticos distintos. [ 23 ]

Línea de introgresión

Una línea de introgresión ( LI ) es una especie de cultivo que contiene material genético derivado artificialmente de una población silvestre emparentada mediante retrocruzamientos repetidos. Un ejemplo de una colección de LI (denominada biblioteca de LI ) es el uso de segmentos cromosómicos de Solanum pennellii (una especie silvestre de tomate ) que se introgresó en Solanum lycopersicum (el tomate cultivado). Las líneas de una biblioteca de LI generalmente cubren el genoma completo del donante. Las líneas de introgresión permiten el estudio de loci de caracteres cuantitativos , pero también la creación de nuevas variedades mediante la introducción de caracteres exóticos . [ 24 ]

Fusión de linaje

Fusión de linajes entre dos especies para formar un linaje híbrido.
Fusión de linajes 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 la fusión de los linajes, pero se reincorporan a uno de ellos. Ninguna de las especies A ni B sobrevive 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 distintas. Esto eventualmente da como resultado una sola población que desplaza o reemplaza a la especie parental en la región. [ 25 ] Algunas fusiones de linajes ocurren poco después de que dos taxones divergen o se especian, especialmente si hay pocas barreras reproductivas entre los linajes. [ 26 ] No es estrictamente necesario que los dos linajes estén estrechamente relacionados, sino que tengan la capacidad de producir descendencia viable.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Anderson, Edgar; Hubricht, Leslie (1938). "Hibridación en Tradescantia. III. La evidencia de hibridación introgresiva" . American Journal of Botany . 25 (6): 396. doi : 10.2307/2436413 . JSTOR 2436413 . 
  2. ↑ Anderson E, 1949. Hibridación introgresiva. Nueva York: Wiley & Sons
  3. ↑ Harrison, R (2014). "Hibridación, introgresión y la naturaleza de los límites de las especies". Journal of Heredity . 105 : 795–809. doi : 10.1093/jhered/esu033. PMID 25149255.
  4. ↑ Ottenburg, Jente; Kraus, Robert HS; van Hooft, Pim; van Wieren, Sipke E.; Ydenberg, Ronald C.; Prins, Herbert HT (2017). "Introgresión aviar en la era genómica" . Investigación aviar . 8 (1): 30. doi : 10.1186/s40657-017-0088-z . ISSN 2053-7166 . 
  5. ↑ Suarez-Gonzalez, Adriana; Lexer, Christian; Cronk , Quentin CB (2018-03-31). "Introgresión adaptativa: una perspectiva vegetal" . Biology Letters . 14 (3) 20170688. doi : 10.1098/rsbl.2017.0688 . PMC 5897607. PMID 29540564 .  
  6. ↑ Jente Ottenburghs (2020) Introgresión fantasmal: Flujo genético fantasmal en el pasado distante. BioEssays . https://doi.org/10.1002/bies.202000012
  7. ↑ Grant PR, Grant BR, Petren K. (2005). " Hibridación en el pasado reciente". The American Naturalist . 166 (1): 56– 67. Bibcode : 2005ANat..166...56G . doi : 10.1086/430331 . PMID 15937789. S2CID 23841467 .  {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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  10. ↑ Bullini L (1994). "Origen y evolución de las especies híbridas animales". Tendencias en Ecología y Evolución . 9 (11): 422– 426. Bibcode : 1994TEcoE...9..422B . doi : 10.1016/0169-5347(94)90124-4 . PMID 21236911 . 
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Lecturas adicionales

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