Introgresión
Transferencia de material genético de una especie a otra
Clado filogenético introgresivo
Un 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 , es en genética 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 parentales. La introgresión es un proceso a largo plazo, incluso cuando es artificial; pueden pasar muchas generaciones de híbridos antes de que se produzca un retrocruzamiento significativo. Este proceso se diferencia de la mayoría de las formas de flujo genético en que se produce 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 uniforme; las frecuencias de genes y alelos en la primera generación serán una mezcla uniforme de dos especies parentales, como la observada en las mulas . La introgresión, por otro lado, da como resultado una mezcla compleja y altamente variable de genes, y puede involucrar solo un porcentaje mínimo del genoma donante.

Definición

La introgresión o hibridación introgresiva es la incorporación (generalmente a través de 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 da como resultado 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 en zonas híbridas debido al azar, la selección o el movimiento de la zona híbrida. [8] Hay evidencia de que la introgresión es un fenómeno omnipresente en plantas y animales, [9] [10] incluidos los 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 es un importante contribuyente a la amplia gama de diversidad encontrada 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, posiblemente proporcionando 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 Dhabi mostró que las variedades de palmeras datileras domesticadas del norte de África muestran una hibridación introgresiva de entre el 5 y el 18 % de su genoma de la palmera silvestre cretense Phoenix theophrasti en las palmeras datileras de Oriente Medio P. dactylifera . Este proceso también es similar a la evolución de las manzanas por hibridación de las manzanas de Asia central con el manzano silvestre europeo. [14] También se ha demostrado que el arroz índica surgió cuando el arroz japonica chino llegó a la India hace unos 4500 años y se hibridó con una proto-índica no domesticada o una O. nivara silvestre , y transfirió genes de domesticación clave de japonica a índica. [15]

Ejemplos

Humanos

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

Pájaros

El ánade real es posiblemente el ave más capaz del mundo de cruzarse con otras especies de patos, a menudo hasta el punto de perder la identidad genética de estas especies. Por ejemplo, las poblaciones de ánades reales salvajes han reducido significativamente las poblaciones silvestres del pato negro del Pacífico en Nueva Zelanda y Australia a través de cruces. [ cita requerida ]

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 exhiben 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 hay alrededor de un 2% a un 5% de introgresión entre el par de subespecies. Es importante destacar que la introgresión no es aleatoria. Los investigadores vieron 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 , que es una subespecie cercana a H. melpomene amaryllis en árboles genómicos completos. El resultado del análisis fue que no hay relación entre esas 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 en función de las diferentes regiones de los loci. Cuando un locus es importante en la expresión del patrón de color, existe una relación filogenética cercana entre las especies. Cuando el locus no es importante en la expresión del patrón de color, las dos especies están filogenéticamente distantes porque no hay introgresión en dichos loci.

Especies domésticas

La introgresión puede tener un impacto significativo entre las poblaciones de animales salvajes y domésticos. Esto incluye a las mascotas domésticas, como se observa en los gatos [19] o en los 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 el aumento de la 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 distintivos. [23]

Línea de introgresión

Una línea de introgresión ( IL ) es una especie de cultivo que contiene material genético derivado artificialmente de una población de parientes silvestres a través de retrocruzamientos repetidos. Un ejemplo de una colección de IL (llamada IL-Library ) 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 IL-library generalmente cubren el genoma completo del donante. Las líneas de introgresión permiten el estudio de loci de rasgos cuantitativos , pero también la creación de nuevas variedades mediante la introducción de rasgos exóticos . [24]

Fusión de linaje

Fusión de linaje 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 que los linajes se fusionen, pero se vuelven a unir a uno de los dos linajes. Ni la especie A ni la B siguen existiendo en el área de interés.

La fusión de linajes es una variante extrema de la introgresión que resulta de la fusión de dos especies o poblaciones distintas. Esto finalmente da como resultado una única población que desplaza o reemplaza a la especie parental en la región. [25] Algunas fusiones de linajes ocurren poco después de que dos taxones diverjan o se especien, especialmente si hay pocas barreras reproductivas entre 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 la 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. ^ Ottenburgh, 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 (31 de marzo de 2018). "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 espeluznante en el pasado lejano. 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. doi :10.1086/430331. PMID  15937789. S2CID  23841467.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Richard Buggs (2007). "Estudio empírico del movimiento en zonas híbridas". Herencia . 99 (3): 301–312. doi : 10.1038/sj.hdy.6800997 . PMID  17611495.
  9. ^ Dowling TE; Secor CL (1997). "El papel de la hibridación y la introgresión en la diversificación de los animales". Revista anual de ecología y sistemática . 28 : 593–619. doi :10.1146/annurev.ecolsys.28.1.593. S2CID  52367016.
  10. ^ Bullini L (1994). "Origen y evolución de especies animales híbridas". Tendencias en ecología y evolución . 9 (11): 422–426. Bibcode :1994TEcoE...9..422B. doi :10.1016/0169-5347(94)90124-4. PMID  21236911.
  11. ^ Holliday TW (2003). "Conceptos de especie, reticulaciones y evolución humana". Antropología actual . 44 (5): 653–673. doi :10.1086/377663. S2CID  85569586.
  12. ^ Evans, Pd; Mekel-Bobrov, N; Vallender, Ej; Hudson, Rr; Lahn, Bt (noviembre de 2006). "Evidencia de que el alelo adaptativo del gen del tamaño cerebral microcefalina se introgresó en el Homo sapiens desde un linaje arcaico de Homo". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (48): 18178–83. Bibcode :2006PNAS..10318178E. doi : 10.1073/pnas.0606966103 . ISSN  0027-8424. PMC 1635020 . PMID  17090677. 
  13. ^ Blaustein, R. (2015). "Descifrando los misterios de la domesticación animal". BioScience . 65 : 7–13. doi : 10.1093/biosci/biu201 .
  14. ^ Flowers, Jonathan; et al. (2019). "Hibridación entre especies y el origen de las palmeras datileras del norte de África". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos . 116 (5): 1651–1658. Bibcode :2019PNAS..116.1651F. doi : 10.1073/pnas.1817453116 . PMC 6358688 . PMID  30642962. 
  15. ^ Choi, Jae; et al. (2017). "La paradoja del arroz: orígenes múltiples pero una domesticación única en el arroz asiático". Biología molecular y evolución . 34 (4): 969–979. doi :10.1093/molbev/msx049. PMC 5400379 . PMID  28087768. 
  16. ^ Wills, Christopher (2011). Consecuencias genéticas y fenotípicas de la introgresión entre humanos y neandertales. Avances en genética. Vol. 76. págs. 27–54. doi :10.1016/B978-0-12-386481-9.00002-X. ISBN . 9780123864819. Número de identificación personal  22099691.
  17. ^ Huerta-Sánchez, Emilia; Jin, Xin; asan; Bianba, Zhuoma; Pedro, Benjamín M.; Vinckenbosch, Nicolás; Liang, Yu; Yi, Xin; Él, Mingze; Somel, Mehmet; Ni, Peixiang; Wang, Bo; Oh, Xiaohua; Huasang; Luosang, Jiangbai; Cuo, Zha Xi Ping; Li, Kui; Gao, Guoyi; Yin, Ye; Wang, Wei; Zhang, Xiuqing; Xu, Xun; Yang, Huanming; Li, Yingrui; Wang, Jian; Wang, junio; Nielsen, Rasmus (2014). "Adaptación a la altitud en los tibetanos causada por la introgresión de ADN similar a los denisovanos". Naturaleza . 512 (7513): 194–197. Código Bib :2014Natur.512..194H. doi :10.1038/nature13408. PMC 4134395. PMID 25043035  . 
  18. ^ El Consorcio Genómico Heliconius (2012). "El genoma de la mariposa revela un intercambio promiscuo de adaptaciones miméticas entre especies". Nature . 487 (7405): 94–98. Bibcode :2012Natur.487...94T. doi :10.1038/nature11041. PMC 3398145 . PMID  22722851. 
  19. ^ Revisión de artículos científicos sobre la introgresión genética entre gatos salvajes y domésticos
  20. ^ Revisión y enlace a artículos científicos sobre la introgresión de genes caninos en poblaciones de cánidos salvajes
  21. ^ Arnold, ML y Bennett, BD (1993). Hibridación natural en lirios de Luisiana: variación genética y determinantes ecológicos. En: Harrison, RG ed. (1993). Hybrid Zones and Evolutionary Process , págs. 115-139. Nueva York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-506917-4 
  22. ^ Arnold, Michael L. (1994). "Hibridación natural y lirios de Luisiana" . BioScience . 44 (3): 141–147. doi :10.2307/1312250. ISSN  0006-3568. JSTOR  1312250.
  23. ^ Espinasa, Luis; Robinson, Jenna; Soares, Daphne; Hoese, Geoffrey; Toulkeridis, Theofilos; Iii, Rickard Toomey (15 de agosto de 2018). "Características troglomórficas de Astroblepus pholeter, un pez cavernícola de Ecuador, y posible hibridación introgresiva" (PDF) . Subterranean Biology . 27 : 17–29. doi : 10.3897/subtbiol.27.27098 . ISSN  1314-2615.
  24. ^ Eshed, Y (1995) Una población de línea de introgresión de Lycopersicon pennellii en el tomate cultivado permite la identificación y el mapeo preciso de QTL asociados al rendimiento
  25. ^ Garrick, Ryan C.; Banusiewicz, John D.; Burgess, Stephanie; Hyseni, Chaz; Symula, Rebecca E. (2019). "Extensión de la filogeografía para explicar la fusión de linajes" . Journal of Biogeography . 46 (2): 268–278. Bibcode :2019JBiog..46..268G. doi :10.1111/jbi.13503. S2CID  91682713.
  26. ^ Garrick, Ryan C.; Benavides, Edgar; Russello, Michael A.; Hyseni, Chaz; Edwards, Danielle L.; Gibbs, James P.; Tapia, Washington; Ciofi, Claudio; Caccone, Adalgisa (2014). "Fusión de linajes en las tortugas gigantes de Galápagos" (PDF) . Ecología molecular . 23 (21): 5276–5290. Código Bibliográfico :2014MolEc..23.5276G. doi :10.1111/mec.12919. PMID  25223395. S2CID  36180329.

Lectura adicional

  • Arnold, ML (2007). Evolución a través del intercambio genético . Nueva York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-922903-1.
  • Anderson, E. (1949). Hibridación introgresiva. Nueva York: Wiley.
  • Décobert, O. (2017). Complément à l'inventaire des Carabini du Midi toulousain (Coleoptera, Carabidae) - Carnets Natures, 2017, vol. 4: 33–38 (ISSN 2427-6111) https://carnetsnatures.fr/volume4/carabidae-decobert.pdf
  • Eyal Friedman; et al. (2004). "Acercamiento a un rasgo cuantitativo para el rendimiento del tomate mediante introgresiones interespecíficas". Science . 305 (5691): 1786–1798. Bibcode :2004Sci...305.1786F. doi :10.1126/science.1101666. PMID  15375271. S2CID  24142071.
  • Rieseberg, LH; Wendel, JF (1993). "Introgresión y sus consecuencias en las plantas". En Harrison, RG (ed.). Zonas híbridas y proceso evolutivo . Nueva York: Oxford University Press. págs. 70–109. ISBN 978-0-19-506917-4.
  • Martinsen GD; Whitham RJ Turek; Keim P. (2001). "Las poblaciones híbridas filtran selectivamente la introgresión génica entre especies". Evolution . 55 (7): 1325–1335. doi :10.1554/0014-3820(2001)055[1325:hpsfgi]2.0.co;2. PMID  11525457.
  • Whitney, KD, Ahern JR, Campbell LG, Albert LP, King MS (2010). "Patrones de hibridación en plantas" (PDF) . Perspectivas en ecología vegetal, evolución y sistemática . 12 (3): 175–182. Bibcode :2010PPEES..12..175W. doi :10.1016/j.ppees.2010.02.002.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )("Prohibido" - Sin acceso 2015-04-06) Enlace alternativo: Patrones de hibridación en plantas
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Introgression&oldid=1252277898"