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Panmixia

Panmixia (o panmixis ) significa fertilización aleatoria uniforme. [1] [2] Una población panmíctica es aquella en la que todos los padres potenciales pueden contribuir por igual al grupo de gametos, y que estos gametos están distribuidos uniformemente dentro de la población de gametos (gamodema). Esto supone que no hay restricciones de hibridación dentro de la población parental: ni genéticas , ni citogenéticas ni conductuales ; y ni espaciales ni temporales (véase también Genética cuantitativa para una discusión más detallada). Por lo tanto, toda recombinación de gametos (fertilización) es uniformemente posible. Tanto el efecto Wahlund como el equilibrio de Hardy Weinberg suponen que la población general es panmíctica. [3]

En genética y herencia , el apareamiento aleatorio [4] generalmente implica la hibridación ( apareamiento ) de individuos independientemente de cualquier preferencia espacial, física, genética, temporal o social. Es decir, el apareamiento entre dos organismos no está influenciado por ninguna interacción ambiental ni hereditaria. Por lo tanto, las parejas potenciales tienen la misma probabilidad de ser contribuyentes al grupo de gametos fertilizantes. Si no hay un submuestreo aleatorio de gametos involucrados en la cohorte de fertilización, se ha producido panmixia. Este apareamiento aleatorio uniforme es distinto de la falta de selección natural : en la selección de viabilidad, por ejemplo, la selección ocurre antes del apareamiento.

Descripción

En términos simples, la panmixia (o panmicticismo) es la capacidad de los individuos de una población de cruzarse sin restricciones; los individuos pueden moverse libremente dentro de su hábitat , posiblemente en un rango de cientos a miles de millas, y así reproducirse con otros miembros de la población.

Para ilustrar la importancia de esto, imaginemos varias poblaciones finitas diferentes de la misma especie (por ejemplo, un herbívoro que pasta ), aisladas entre sí por alguna característica física del entorno ( áreas de bosques densos que separan las tierras de pastoreo). A medida que transcurra el tiempo, la selección natural y la deriva genética moverán lentamente a cada población hacia una diferenciación genética que la haría genéticamente única (lo que podría eventualmente conducir a eventos de especiación o extirpación ).

Sin embargo, si se elimina el factor de separación antes de que esto ocurra (por ejemplo, se construye un camino a través del bosque) y se permite que los individuos se desplacen libremente, las poblaciones individuales aún podrán cruzarse . A medida que las poblaciones de la especie se cruzan con el tiempo, se vuelven más uniformes genéticamente y funcionan nuevamente como una única población panmíctica.

En un intento por describir las propiedades matemáticas de las poblaciones estructuradas, Sewall Wright propuso un "factor de panmixia" (P) para incluir en las ecuaciones que describen las frecuencias genéticas en una población y que explican la tendencia de una población hacia la panmixia, mientras que un "factor de fijación" (F) explicaría la desviación de una población de la expectativa de Hardy-Weinberg , debido a un apareamiento menor que el panmíctico. En esta formulación, las dos cantidades son complementarias, es decir,  P  = 1 −  F . A partir de este factor de fijación, más tarde desarrolló las estadísticas F .

Información de fondo

En una especie panmíctica, todos los individuos de una sola especie son socios potenciales y la especie no impone restricciones de apareamiento a toda la población. [5] La panmixia también puede denominarse apareamiento aleatorio, haciendo referencia a una población que elige a su pareja al azar, en lugar de hacerlo entre los adultos de la población. [6]

La panmixia permite que las especies alcancen la diversidad genética a través del flujo genético de manera más eficiente que las especies monandrias . Sin embargo, factores externos a la población, como la sequía y las fuentes limitadas de alimentos, pueden afectar la forma en que se aparea cualquier especie. [7] Cuando los científicos examinan el apareamiento de las especies para comprender su estilo de apareamiento, analizan factores como los marcadores genéticos, la diferenciación genética y el acervo genético. [8]

Especies panmícticas

Pantala flavescens se considera una población panmíctica global.

Una población panmíctica de Monostroma latissimum , un alga verde marina, muestra especiación simpátrica en las islas del suroeste de Japón. Aunque es panmíctica, la población se está diversificando. [9] La abeja excavadora de Dawson , Amegilla dawsoni, puede verse obligada a agruparse en áreas de apareamiento comunes debido a la distribución desigual de los recursos en su duro entorno desértico. [7] Pantala flavescens debe considerarse una población panmíctica global. [10]

Experimentos y especies relacionadas

  1. La anguila americana o Anguilla rostrata presenta panmixia en toda su especie, lo que le permite tener una variación fenotípica en su descendencia y sobrevivir en una amplia gama de condiciones ambientales [11] [8]
  2. En 2016, BMC Evolutionary Biology realizó un estudio sobre Pachygrapsus marmoratus , el cangrejo jaspeado, y lo marcó como especie panmíctica. El estudio afirmó que el comportamiento de apareamiento de los cangrejos se caracteriza por la diferenciación genética debido a rupturas geográficas en su área de distribución y no por panmixia [12].
  3. En un ambiente heterogéneo como los bosques de Oregón, Estados Unidos, las ardillas de Douglas ( Tamiasciurus douglasii ) presentan patrones locales de adaptación. En un estudio realizado por Chaves (2014) se encontró que una población a lo largo de un transecto completo era panmíctica. Los rasgos observados en este estudio incluyeron la forma del cráneo, el color del pelaje, etc.
  4. Se ha descubierto que el pez espada del océano Índico ( Xiphias gladius ) es una población panmíctica única. Los marcadores utilizados en el estudio llevado a cabo por Muths et al. (2013) encontraron una gran homogeneidad espacial y temporal en la estructura genética, satisfactoria para considerar al pez espada como una población panmíctica singular.

Véase también

Referencias

  1. ^ King C y Stanfield WD (1997). Diccionario de genética . Oxford University Press. ISBN  9780195143249. pág. 262: "Panmixia (panmixis): apareamiento aleatorio en contraste con apareamiento selectivo".
  2. ^ Diccionario médico Merriam-Webster. "Panmixia: apareamiento aleatorio dentro de una población reproductora".
  3. ^ Gayon, Jean; Cobb, Matthew (1998), La lucha del darwinismo por la supervivencia: la herencia y la hipótesis de la selección natural , Cambridge University Press, pág. 158, ISBN 978-0-521-56250-8
  4. ^ Choudhuri, Supratim (9 de mayo de 2014). Bioinformática para principiantes: genes, genomas, evolución molecular, bases de datos y herramientas analíticas. Elsevier. ISBN 978-0-12-410510-2.
  5. ^ "De términos en biología: Panmíctico".
  6. ^ "Apareamiento aleatorio". NOAA .
  7. ^ ab Beveridge, M.; Simmons, LW (2006). "Panmixia: un ejemplo de la abeja excavadora de Dawson ( Amegilla dawsoni ) (Hymenoptera: Anthophorini)". Ecología Molecular . 15 (4): 951–7. doi :10.1111/j.1365-294X.2006.02846.x. PMID  16599959. S2CID  22442167.
  8. ^ ab Pujolar, JM (2013). "Evidencia concluyente de panmixia en la anguila americana". Ecología molecular . 22 (7): 1761–2. doi : 10.1111/mec.12143 . PMID  23620904. S2CID  24345855.
  9. ^ Bast, Felix; Kubota, Satoshi; Okuda, Kazuo (11 de noviembre de 2014). "La evaluación filogeográfica de las especies panmícticas de Monostroma de la costa de Kuroshio, Japón, revela especiación simpátrica". Journal of Applied Phycology . 27 (4): 1725–1735. doi :10.1007/s10811-014-0452-x. S2CID  17236629.
  10. ^ Daniel Troast; Frank Suhling; Hiroshi Jinguji; Göran Sahlén; Jessica Ware (2016). "Un estudio genético poblacional global de Pantala flavescens". PLOS ONE . ​​11 (3): e0148949. Bibcode :2016PLoSO..1148949T. doi : 10.1371/journal.pone.0148949 . PMC 4775058 . PMID  26934181. 
  11. ^ Côté, Caroline L.; Castonguay, Martin; Kalujnaia, Mcwilliam; Cramb, Gordon; Bernatchez, Louis (2014). "En ausencia de adaptación local, plasticidad y regla de selección que varía espacialmente: una perspectiva desde las normas de reacción genómica en una especie panmíctica (Anguilla rostrata)". BMC Genomics . 15 : 403. doi : 10.1186/1471-2164-15-403 . PMC 4229938 . PMID  24884429. 
  12. ^ Fratini, Sara; Ragionieri, Lapo; Deli, Temim; Harrer, Alexandra; Marino, Ilaria AM; Cannicci, Stefano; Zane, Lorenzo; Schubart, Christoph D. (2016). "Descifrando la estructura genética de la población con ADN mitocondrial en una especie hipotética de cangrejo costero panmíctico: el tamaño de la muestra marca la diferencia". BMC Evolutionary Biology . 16 : 150. doi : 10.1186/s12862-016-0720-2 . PMC 4960869 . PMID  27455997. 

Lectura adicional