Evolução morfológica

Parte I: Genética de característicascom herança complexa

Distribuição descontínua

Codominância ouEfeito aditivo

Caráter simples: Cor de flores

Característica mais complexa: 3 locoscom efeito aditivo (trigo)

aabbcc AABBCC

AaBbCC

Efeitos genéticosem características

quantitativas

Características de herança complexa:efeitos genéticos e não genéticos

Média e variância de uma distribuição

Distribution of height in 5000 British women:

umber of Women

0

250

500

750

1000

1250

1500

56 58 60 62 64 66 68 70 72

Height (inches)

Mean = 63.1 inches

In this graph, the column designated "62" includes all individuals with heightsbetween 61 and 63 inches, "64" includes all individuals with heights between 63and 65 inches, and so on.

Média fenotípica e variância de umcaráter fenotípico

!

x =f ixi

i=1

n=# classes"

f ii"

!

Var x( ) =fixi

i=1

n=# classes"

fii" #1

Tipos de variância

Variância fenotípica: é a variância total dapopulação. Inclui efeitos genéticos e não

genéticos.

Variância genética: é as variância que édevida às diferenças genéticas existente

entre os indivíduos da população. Exclui avariação causada por fatores ambeintais.

Variância fenotípica

Var = 61 cm2

Variância Variância Variância fenotípica Genética Ambiental VP = VG + VE

Média = 1,72 m

Variância genética = Variância aditiva + Variância de dominância VG = VA + VD

VP = VA + VD + VE

O que significam “Variância genética aditiva” e“Variância genética de dominância”?

Variância Variância Variância fenotípica genética ambiental VP = VG + VE

Componentes da variância

Valores genotípicosSão as médias dos valores fenotípicos de cadaclasse genotípica:

Por exemplo, se uma amostra populacional foiseparada em três classes genotípicas, AA, Aa e aa, Asmédias dos valores fenotípicos de cada genótipo seráo seu valor genotípico:

AA Aa aa33,7 21,5 17,4

Efeito aditivo

AA Aa aa

O valor genotípico do heterozigoto é a média dos valoresgenotípicos dos homozigotos. Cada alelo “a” adiciona umvalor constante, daí o nome.

Efeito de dominância

AA

Aa

aaO valor genotípico do heterozigoto é igual ao valorgenotípico de um dos homozigotos. O alelo “A” dominasobre o alelo “a”, bastando haver um único “A” para amanifestação do fenótipo.

Efeitos dominantes e aditivos(ignorando-se efeitos ambientais )

Se um camundongo A1A2B1B2 cruza com um A2A2B1B2 qual éo tamanho médio da ninhada?

Tamanho do corpo, em cm.

Loco com efeito aditivoA1A1 A1A2 A2A2

B1B1 5 6 7B1B2 6 7 8

Loco comefeito dedominância B2B2 6 7 8

A1A2B1B2 X A2A2B1B2 7 8 média=7,5

Qual é o tamanho médio da ninhada?Os genótipos abaixo são igualmente prováveis:A1A2B1B1 = 6 A2A2B1B1 = 7A1A2B1B2 = 7 A2A2B1B2 = 8A1A2B2B1 = 7 A2A2B2B1 = 8A1A2B2B2 = 7 A2A2B2B2 = 8

média=7,25

Loco com efeito aditivoA1A1 A1A2 A2A2

B1B1 5 6 7B1B2 6 7 8

Loco comefeito dedominância B2B2 6 7 8

Interações

A1A2B1B2 X A2A2B1B2 7 8 média=7,5

Qual é o tamanho médio da ninhada?Os genótipos abaixo são igualmente prováveis:A1A2B1B1 = 6 A2A2B1B1 = 7A1A2B1B2 = 7 A2A2B1B2 = 8A1A2B2B1 = 7 A2A2B2B1 = 8A1A2B2B2 = 7 A2A2B2B2 = 8

média=7,25 variância=0,50

Quanto da variação da descendência tem fatores genéticos ?

Quanto da variância genética é devida aos fatores aditivos equanto da variância genética é devida a fatores não aditivos?

Previsão da progênie

Efeito parcialmente dominante

AA Aa aa

O valor genotípico do heterozigoto está entre a média dosvalores genotípicos dos homozigotos e o valor de um deles.

Média(Aa, aa)

Epistasia = interação entre alelosde locos diferentes

Pleiotropia = efeito de um locosobre mais de um caráter

Outros “complicadores”

Genética quantitativa

• A Genética quantitativa é muito mais geralque a Genética clássica.

• Seus fundamentos são facilmenteassociáveis aos achados mais recentes deBiologia molecular, Bioquímica, Genômicae Proteômica.

• Entretanto… As análises são muito difíceise são pouco generalizáveis.

Evolução morfológica

Parte II: Biologia do desenvolvimentoe evolução

Crescimento isométrico

Crescimento alométrico

Crânio de babuínos ao longodo desenvolvimento. Notar adiferença nas taxas decrescimento da face e docrânio

Teoria da recapitulação

Gravura inspirada nos desenhos de Ernst Haeckel

Pedomorfose: Progênese eneotenia

Neotenia

Ambystoma mexicanum adulto

Ambystoma mabeei adulto

Ambystoma mabeei jovem

HeterocroniaDesenvolvimento

somático Desenvolvimento

sexual Tipo de

heterocronia Resultado

morfológico Acelerado --- Aceleração Recapitulação

--- Acelerado Progênese Pedomorfose

Retardado --- Neotenia Pedomorfose

--- Retardado Hipermorfose Recapitulação

Transformações de D’ArcyThompson

D'Arcy Wentworth Thompson(1860-1948), matemático e biólogoescocês, escreveu, em 1917, “Ongrowth and form” onde enfatizou ospapeis da física e da mecânica nodesenvolvimento dos organismos.

Transformações de D’ArcyThompson

Transformações de D’ArcyThompson

Trilobitas: marcos

Gêneros de trilobitas fósseis

Ação de genes reguladores

Mutações homeóticas

Antennapedia Ultrabithorax

Mutações homeóticas e a teoriade Richard Goldschmidt

Diversos fenótipos de mutantes genéticos bem caracterizadospoderiam ser produzidos também de alterações ambientaisdurante o desenvolvimento de Drosophila melanogaster.

Goldschmidt propôs que as mutações no “sistema de reação”estariam para a macroevolução assim como as mutaçõesgenéticas estariam para a microevolução.

Genes homeóticos

Genes homeóticos

Genes homeóticos

Ação de genes nodesenvolvimento

Desenvolvimento embrionário