Evolução morfológica. Parte I: Genética de características com herança complexa

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1 Evolução morfológica Parte I: Genética de características com herança complexa

2 Caráter simples: Cor de flores Codominância ou Efeito aditivo Distribuição descontínua

3 Característica mais complexa: 3 locos com efeito aditivo (trigo) aabbcc AABBCC AaBbCC

4 Efeitos genéticos em características quantitativas

5 Características de herança complexa: efeitos genéticos e não genéticos

6 Média e variância de uma distribuição

7 Média fenotípica e variância de um caráter fenotípico Distribution of height in 5000 British women: Mean = 63.1 inches umber of Women x = Var x ( ) = n= # classes " i=1 f i i " f i x i n= # classes " i=1 f i f i x i " #1 i Height (inches) In this graph, the column designated "62" includes all individuals with heights between 61 and 63 inches, "64" includes all individuals with heights between 63 and 65 inches, and so on.

8 Tipos de variância Variância fenotípica: é a variância total da população. Inclui efeitos genéticos e não genéticos. Variância genética: é as variância que é devida às diferenças genéticas existente entre os indivíduos da população. Exclui a variação causada por fatores ambeintais.

9 Variância fenotípica Média = 1,72 m Var = 61 cm 2 Variância Variância Variância fenotípica Genética Ambiental V P = V G + V E

10 Componentes da variância Variância Variância Variância fenotípica genética ambiental V P = V G + V E Variância genética = Variância aditiva + Variância de dominância V G = V A + V D V P = V A + V D + V E O que significam Variância genética aditiva e Variância genética de dominância?

11 Valores genotípicos São as médias dos valores fenotípicos de cada classe genotípica: Por exemplo, se uma amostra populacional foi separada em três classes genotípicas, AA, Aa e aa, As médias dos valores fenotípicos de cada genótipo será o seu valor genotípico: AA Aa aa 33,7 21,5 17,4

12 Efeito aditivo AA Aa aa O valor genotípico do heterozigoto é a média dos valores genotípicos dos homozigotos. Cada alelo a adiciona um valor constante, daí o nome.

13 Efeito de dominância Aa AA aa O valor genotípico do heterozigoto é igual ao valor genotípico de um dos homozigotos. O alelo A domina sobre o alelo a, bastando haver um único A para a manifestação do fenótipo.

14 Efeitos dominantes e aditivos (ignorando-se efeitos ambientais ) Loco com efeito de Loco com efeito aditivo A 1 A 1 A 1 A 2 A 2 A 2 B 1 B B 1 B dominância B 2 B Tamanho do corpo, em cm. Se um camundongo A 1 A 2 B 1 B 2 cruza com um A 2 A 2 B 1 B 2 qual é o tamanho médio da ninhada?

15 Loco com efeito de Interações Loco com efeito aditivo A 1 A 1 A 1 A 2 A 2 A 2 B 1 B B 1 B dominância B 2 B A 1 A 2 B 1 B 2 X A 2 A 2 B 1 B média=7,5 Qual é o tamanho médio da ninhada? Os genótipos abaixo são igualmente prováveis: A 1 A 2 B 1 B 1 = 6 A 2 A 2 B 1 B 1 = 7 A 1 A 2 B 1 B 2 = 7 A 2 A 2 B 1 B 2 = 8 A 1 A 2 B 2 B 1 = 7 A 2 A 2 B 2 B 1 = 8 A 1 A 2 B 2 B 2 = 7 A 2 A 2 B 2 B 2 = 8 média=7,25

16 Previsão da progênie A 1 A 2 B 1 B 2 X A 2 A 2 B 1 B média=7,5 Qual é o tamanho médio da ninhada? Os genótipos abaixo são igualmente prováveis: A 1 A 2 B 1 B 1 = 6 A 2 A 2 B 1 B 1 = 7 A 1 A 2 B 1 B 2 = 7 A 2 A 2 B 1 B 2 = 8 A 1 A 2 B 2 B 1 = 7 A 2 A 2 B 2 B 1 = 8 A 1 A 2 B 2 B 2 = 7 A 2 A 2 B 2 B 2 = 8 média=7,25 variância=0,50 Quanto da variação da descendência tem fatores genéticos? Quanto da variância genética é devida aos fatores aditivos e quanto da variância genética é devida a fatores não aditivos?

17 Efeito parcialmente dominante AA Aa aa Média(Aa, aa) O valor genotípico do heterozigoto está entre a média dos valores genotípicos dos homozigotos e o valor de um deles.

18 Outros complicadores Epistasia = interação entre alelos de locos diferentes Pleiotropia = efeito de um loco sobre mais de um caráter

19 Genética quantitativa A Genética quantitativa é muito mais geral que a Genética clássica. Seus fundamentos são facilmente associáveis aos achados mais recentes de Biologia molecular, Bioquímica, Genômica e Proteômica. Entretanto As análises são muito difíceis e são pouco generalizáveis.

20 Evolução morfológica Parte II: Biologia do desenvolvimento e evolução

21 Crescimento isométrico

22 Crescimento alométrico Crânio de babuínos ao longo do desenvolvimento. Notar a diferença nas taxas de crescimento da face e do crânio

23 Teoria da recapitulação Gravura inspirada nos desenhos de Ernst Haeckel

24 Pedomorfose: Progênese e neotenia

25 Neotenia Ambystoma mabeei adulto Ambystoma mexicanum adulto Ambystoma mabeei jovem

26 Heterocronia Desenvolvimento Desenvolvimento Tipo de Resultado somático sexual heterocronia morfológico Acelerado --- Aceleração Recapitulação --- Acelerado Progênese Pedomorfose Retardado --- Neotenia Pedomorfose --- Retardado Hipermorfose Recapitulação

27 Transformações de D Arcy Thompson D'Arcy Wentworth Thompson ( ), matemático e biólogo escocês, escreveu, em 1917, On growth and form onde enfatizou os papeis da física e da mecânica no desenvolvimento dos organismos.

28 Transformações de D Arcy Thompson

29 Transformações de D Arcy Thompson

30 Trilobitas: marcos

31 Gêneros de trilobitas fósseis

32 Ação de genes reguladores

33 Mutações homeóticas Antennapedia Ultrabithorax

34 Mutações homeóticas e a teoria de Richard Goldschmidt Diversos fenótipos de mutantes genéticos bem caracterizados poderiam ser produzidos também de alterações ambientais durante o desenvolvimento de Drosophila melanogaster. Goldschmidt propôs que as mutações no sistema de reação estariam para a macroevolução assim como as mutações genéticas estariam para a microevolução.

35 Genes homeóticos

36 Genes homeóticos

37 Genes homeóticos

38 Ação de genes no desenvolvimento

39 Desenvolvimento embrionário