Híbrido F1

El híbrido F1 (también conocido como híbrido filial 1 ) es la primera generación filial de descendientes de tipos parentales claramente diferentes. ^[1] Los híbridos F1 se utilizan en genética y en cría selectiva , donde se puede utilizar el término cruce F1 . El término a veces se escribe con un subíndice, como híbrido F ₁ . ^{[2] [3]} Las generaciones posteriores se denominan F ₂ , F ₃ , etc.

La descendencia de tipos parentales claramente diferentes produce un fenotipo nuevo y uniforme con una combinación de características de los progenitores. En la cría de peces, esos progenitores suelen ser dos especies de peces estrechamente relacionadas, mientras que en la cría de plantas y animales, los progenitores suelen ser dos líneas endogámicas .

Gregor Mendel se centró en los patrones de herencia y la base genética de la variación . En sus experimentos de polinización cruzada con dos progenitores homocigóticos , Mendel descubrió que la generación F1 resultante era heterocigótica y consistente. La descendencia mostraba una combinación de los fenotipos de cada progenitor que eran genéticamente dominantes . Los descubrimientos de Mendel relacionados con las generaciones F1 y F2 sentaron las bases de la genética moderna.

El cruce de dos plantas genéticamente diferentes produce una semilla híbrida . Esto puede ocurrir de forma natural e incluye híbridos entre especies (por ejemplo, la menta es un híbrido F1 estéril de menta acuática y hierbabuena ). En agronomía , el término híbrido F1 suele reservarse para cultivares agrícolas derivados de cultivares de dos progenitores. Estos híbridos F1 suelen crearse mediante polinización controlada , a veces mediante polinización manual . En el caso de plantas anuales como el tomate y el maíz , los híbridos F1 deben producirse cada temporada.

Para la producción en masa de híbridos F1 con fenotipo uniforme, las plantas progenitoras deben tener efectos genéticos predecibles en la descendencia. La endogamia y la selección para uniformidad durante varias generaciones garantizan que las líneas progenitoras sean casi homocigóticas. La divergencia entre las (dos) líneas progenitoras promueve un mejor crecimiento y características de rendimiento en la descendencia a través del fenómeno de la heterosis ("vigor híbrido" o "capacidad de combinación").

Dos poblaciones de reproductores con características deseadas se someten a endogamia hasta que la homocigosidad de la población supera un cierto nivel, normalmente el 90% o más. Normalmente, esto requiere más de 10 generaciones. A partir de entonces, las dos cepas deben cruzarse, evitando al mismo tiempo la autofecundación . Normalmente, esto se hace con las plantas desactivando o eliminando las flores masculinas de una población, aprovechando las diferencias de tiempo entre la floración masculina y femenina, o polinizando a mano. ^[4]

En 1960, el 99% de todo el maíz , el 95% de la remolacha azucarera , el 80% de las espinacas , el 80% de los girasoles , el 62% del brócoli y el 60% de las cebollas plantadas en los Estados Unidos eran híbridos F1. ^{[ cita requerida ]} Los frijoles y los guisantes no se hibridan comercialmente porque son polinizadores automáticos y la polinización manual es prohibitivamente cara.

Los híbridos F2, resultado de la autopolinización o polinización cruzada de las F1, carecen de la consistencia de las F1, aunque pueden conservar algunas características deseables y pueden producirse de forma más económica porque no se requiere polinización manual ni otras intervenciones. Algunas empresas de semillas ofrecen semillas F2 a un menor costo, en particular en plantas de temporada , donde la consistencia es menos crítica. ^[5]

Los cruces F1 en animales pueden darse entre dos líneas endogámicas o entre dos especies o subespecies estrechamente relacionadas. En peces como los cíclidos , el término cruce F1 se utiliza para los cruces entre dos individuos diferentes capturados en la naturaleza que se supone que son de líneas genéticas diferentes. ^[6]

Las mulas son híbridos F1 entre caballos (yeguas) y burros (asnos); el cruce entre sexos opuestos da como resultado burdéganos . ^{[ cita requerida ]} Sin embargo, estas crías son casi siempre estériles.

En la actualidad, ciertas razas híbridas de animales domésticos y salvajes, como el gato de Bengala y el gato Savannah , se clasifican por su número de generación filial. Un gato Savannah híbrido F1 es el resultado de la reproducción entre un gato serval africano y un gato doméstico. ^[7]

Como se explica en el International Journal of Fauna and Biological Studies, ^{[ cita requerida ]} hay cuatro razones para las hibridaciones de especies:

1. Población de pequeño tamaño
2. Fragmentación del hábitat e introducción de especies
3. Hibridación antropogénica
4. Interferencias visuales, químicas y acústicas

El tamaño pequeño de la población puede ser causado por hábitats naturales inadecuados o destruidos que llevan a las especies a escapar a otros hábitats y, como resultado, esto puede llevar a una menor disponibilidad de pareja y puede causar la reproducción entre especies distintas. ^[8] La fragmentación del hábitat y la introducción de especies pueden ser provocadas por el hombre o por la madre naturaleza, como la deforestación, la desertificación , la eutrofización, la urbanización, la extracción de agua y petróleo que causan cambios en el ecosistema que conducen a la migración animal o la evasión de nuevos entornos. ^[9] En tercer lugar, está la hibridación antropogénica, que es "hibridación artificial o dirigida por humanos" que es apoyada por los investigadores para estudiar la "compatibilidad reproductiva entre especies". ^[10] Por último, las señales de interferencias visuales, químicas y acústicas son las que hacen que las especies envíen señales sexuales al diferenciar entre el mismo sexo y el sexo opuesto, lo que lleva a la hibridación. ^[11]

• Homogeneidad y previsibilidad: Los genes de una planta o animal individual, descendencia F1 de líneas puras homocigóticas, muestran una variación limitada, lo que hace que su fenotipo sea uniforme, por lo que resulta atractivo para las operaciones mecánicas y facilita el manejo fino de la población . Una vez que se conocen las características del cruce, la repetición de este cruce produce el mismo resultado.
• Mayor rendimiento: como la mayoría de los alelos codifican distintas versiones de una proteína o enzima , tener dos versiones distintas de este alelo equivale a tener dos versiones distintas de la enzima. Esto aumenta la probabilidad de que exista una versión óptima de la enzima y reduce la probabilidad de un defecto genético .

Las ventajas de la hibridación de especies son 1.) la evolución de una nueva raza interespecífica, 2.) el vigor híbrido y 3.) una mayor longevidad e inmunidad a las enfermedades (Dubey, A. 2019). Dubey explica cada una de ellas de la siguiente manera: 1.) Una nueva raza interespecífica se debe al apareamiento de dos especies diferentes. 2.) El vigor híbrido se define como una especie que se vuelve más robusta, más dinámica y más fuerte que sus progenitores. Por último, 3.) Los híbridos pueden tener una mayor longevidad y son "altamente inmunes a las enfermedades" (Dubey, A. 2019).

• La principal ventaja de los híbridos F1 en la agricultura es también su desventaja. Cuando se utilizan cultivares F1 como progenitores, sus descendientes (generación F2) varían mucho entre sí. Algunos F2 tienen un alto contenido de genes homocigóticos, como los que se encuentran en sus abuelos, y estos carecerán de vigor híbrido. Desde el punto de vista de un productor de semillas comercial que no desea que los clientes produzcan sus propias semillas mediante el almacenamiento de semillas , esta variedad genética es la característica deseada.
• Tanto la endogamia como el cruce de las líneas ancestrales del híbrido son costosos, por el tiempo y el número de generaciones involucradas, lo que se traduce en un precio mucho más alto. ^{[ cita requerida ]} No todas las especies de cultivos exhiben un efecto de heterosis suficientemente alto para compensar esta desventaja.
• Los híbridos F1 maduran al mismo tiempo cuando se crían en las mismas condiciones ambientales. Todos maduran simultáneamente y se pueden cosechar con mayor facilidad a máquina. Los cultivares tradicionales y las razas autóctonas suelen ser más útiles para los jardineros porque producen durante un período más largo, lo que evita la sobreabundancia o la escasez de alimentos. ^{[ cita requerida ]}

Por el contrario, las limitaciones pueden deberse a la extinción genética y/o a la depresión por exogamia. Dubey explica que la extinción genética puede ser causada por "enjambres híbridos" y señala los diversos grados de híbridos. ^[12] La depresión por exogamia es el "cruce entre poblaciones genéticamente distantes" que hace que los híbridos reduzcan la adaptación y el aislamiento, lo que lleva a una reproducción reducida. ^[13]

• Retrocruzamiento
• Heterosis ("vigor híbrido")
• Planta heredada

• Richard A. Grazzini (1997). "Depresión endogámica y vigor híbrido". Genética para ahorradores de semillas .
• Semillas: Anuario de agricultura 1961. Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Archivado desde el original el 11 de noviembre de 2018. Consultado el 5 de septiembre de 2013 .