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Norme di reazione per due genotipi. Il genotipo B mostra una distribuzione fortemente bimodale che indica la differenziazione in fenotipi distinti. Ogni fenotipo è tamponato contro la variazione ambientale-è canalizzato.
La canalizzazione (o canalizzazione) è una misura della capacità di una popolazione di produrre lo stesso fenotipo indipendentemente dalla variabilità del suo ambiente o genotipo. In altre parole, significa robustezza. Il termine canalizzazione è stato coniato da C. H. Waddington, che ha usato la parola per catturare il fatto che “reazioni di sviluppo, come si verificano in organismi sottoposti alla selezione naturale…sono regolati in modo da ottenere un risultato finale definito indipendentemente da piccole variazioni nelle condizioni durante il corso della reazione”. Ha usato questa parola piuttosto che robustezza per tenere conto del fatto che i sistemi biologici non sono robusti nello stesso modo, ad esempio, dei sistemi ingegnerizzati.
La robustezza biologica o la canalizzazione avviene quando i percorsi di sviluppo sono modellati dall’evoluzione. Waddington introdusse il paesaggio epigenetico, in cui lo stato di un organismo rotola “in discesa” durante lo sviluppo. In questa metafora, un tratto canalizzato è illustrato come una valle racchiusa da alte creste, che guida in sicurezza il fenotipo al suo “destino”. Waddington ha affermato che i canali si formano nel paesaggio epigenetico durante l’evoluzione e che questa euristica è utile per comprendere le qualità uniche della robustezza biologica.
Assimilazione genetica
Waddington utilizzò il concetto di canalizzazione per spiegare i suoi esperimenti sull’assimilazione genetica. In questi esperimenti, ha esposto Drosophila pupe a shock termico. Questo disturbo ambientale ha causato alcune mosche a sviluppare un fenotipo crossveinless. Ha poi selezionato per crossveinless. Alla fine, il fenotipo crossveinless è apparso anche senza shock termico. Attraverso questo processo di assimilazione genetica, un fenotipo indotto dall’ambiente era diventato ereditato. Waddington ha spiegato questo come la formazione di un nuovo canale nel paesaggio epigenetico.
È tuttavia possibile spiegare questa osservazione dell’assimilazione genetica utilizzando solo la genetica quantitativa e un modello di soglia, senza alcun riferimento al concetto di canalizzazione. Tuttavia, i modelli teorici che incorporano una complessa mappa genotipo-fenotipo hanno trovato prove per l’evoluzione della robustezza fenotipica che contribuisce all’assimilazione genetica, anche quando la selezione è solo per la stabilità dello sviluppo e non per un particolare fenotipo, e quindi i modelli genetici quantitativi non si applicano. Questi studi suggeriscono che l’euristica di canalizzazione può essere ancora utile, al di là del concetto più semplice di robustezza.
Ipotesi di congruenza
Né la canalizzazione né la robustezza sono quantità semplici da quantificare: è sempre necessario specificare quale tratto è canalizzato / robusto a quali perturbazioni. Ad esempio, le perturbazioni possono provenire dall’ambiente o dalle mutazioni. È stato suggerito che diverse perturbazioni hanno effetti congruenti sullo sviluppo che si svolge su un paesaggio epigenetico. Ciò potrebbe, tuttavia, dipendere dal meccanismo molecolare responsabile della robustezza ed essere diverso nei diversi casi.
Capacità evolutiva
La metafora della canalizzazione suggerisce che i fenotipi sono molto resistenti alle piccole perturbazioni, per le quali lo sviluppo non esce dal canale e ritorna rapidamente verso il basso, con scarso effetto sul risultato finale dello sviluppo. Ma perturbazioni la cui grandezza supera una certa soglia usciranno dal canale, spostando il processo di sviluppo in un territorio inesplorato. Forte robustezza fino a un limite, con poca robustezza oltre, è un modello che potrebbe aumentare l’evolvibilità in un ambiente fluttuante. La canalizzazione genetica potrebbe consentire la capacità evolutiva, dove la diversità genetica al di fuori del canale si accumula in una popolazione nel tempo, al riparo dalla selezione naturale perché normalmente non influenza i fenotipi. Questa diversità nascosta potrebbe quindi essere scatenata da cambiamenti estremi nell’ambiente o da interruttori molecolari, rilasciando variazioni genetiche precedentemente criptiche che possono quindi contribuire a una rapida esplosione di evoluzione.
Vedi anche
- biologia dello Sviluppo
- Sviluppo di rumore
- Sviluppo di sistemi di teoria
- la biologia Evolutiva dello sviluppo
- capacità Evolutiva
- possibilità evolutiva
- regolazione Genica della rete
- plasticità Fenotipica
- Sistemi di biologia
- Waddington CH (1942). Canalizzazione dello sviluppo e ereditarietà dei caratteri acquisiti. Natura 150 (3811): 563-565.
- Waddington CH (1957). La strategia dei geni, George Allen & Unwin.
- Waddington CH (1953). Assimilazione genetica di un carattere acquisito. Evoluzione 7 (2): 118-126.
- Stern C (1958). Selezione per le differenze di sottosoglia e l’origine degli adattamenti pseudoexogeni. Naturalista americano 92 (866): 313-316.
- Bateman KG (1959). L’assimilazione genetica della fenocopia tozza. Naturalista americano 56: 341-351.
- Scharloo W (1991). Canalizzazione-aspetti genetici e dello sviluppo. Revisioni annuali in Ecologia e sistematica 22: 65-93.
- Falconer DS, Mackay TFC (1996). Introduzione alla genetica quantitativa, 309-310.
- Siegal ML, Bergman A (2002). La canalizzazione di Waddington rivisitata: Stabilità dello sviluppo ed evoluzione. Atti della National Academy of Sciences degli Stati Uniti d’America 99 (16): 10528-10532.
- Masel J (2004). L’assimilazione genetica può avvenire in assenza di selezione per il fenotipo assimilante, suggerendo un ruolo per l’euristica di canalizzazione. Journal of Evolutionary Biology 17 (5): 1106-1110.
- Meiklejohn CD, Hartl DL (2002). Una singola modalità di canalizzazione. Tendenze in Ecologia& Evoluzione 17: e9035.
- Ancel LW, Fontana W (2000). Plasticità, evolvibilità e modularità in RNA. Journal of Experimental Zoology 288 (3): 242-283.
- Szöllősi GJ, Derényi I (2009). Evoluzione congruente della robustezza genetica e ambientale nei Micro-RNA. Biologia molecolare& Evolution 26 (4): 867-874.
- Wagner GP, Stand G Bagheri-Chaichian H (1997). Una teoria genetica di popolazione della canalizzazione. Evoluzione 51 (2): 329-347.
- Lehner B (2010). I geni conferiscono una robustezza simile alle perturbazioni ambientali, stocastiche e genetiche nel lievito. PLoS UNO 5 (2): 468-473.
- Masel J Siegal ML (2009). Robustezza: meccanismi e conseguenze. Tendenze in genetica 25 (9): 395-403.
- Eshel, I. Matessi, C. (1998). Canalizzazione, assimilazione genetica e preadattamento: un modello genetico quantitativo. Genetica 4: 2119-2133.
Concetti chiave: Genotipo-fenotipo distinzione | Norme di reazione | interazione Gene-ambiente | Ereditabilità | genetica Quantitativa
architettura Genetica: Dominanza, relazione di Epistasi | eredità Poligenica | Pleiotropia | Plasticità | Canalizzazioni | Fitness paesaggio
Non le influenze genetiche: l’ereditarietà Epigenetica | Epigenetica | Materna effetto | doppia eredità teoria
di Sviluppo architettura: La segmentazione | Modularità
l’Evoluzione di sistemi genetici possibilità evolutiva | Mutazionale robustezza | Evoluzione di sesso
Influenti figure: C. H. Waddington | Richard Lewontin
Debates: Nature versus nurture
List of evolutionary biology topics
| Basic topics in evolutionary biology | (edit) |
|---|---|
| Processes of evolution: evidence – macroevolution – microevolution – speciation | |
| Mechanisms: selection – genetic drift – gene flow – mutation – phenotypic plasticity | |
| Modes: anagenesi-catagenesi-cladogenesi | |
| Storia: Storia del pensiero evolutivo-Charles Darwin – L’origine delle specie – sintesi evolutiva moderna | |
| Sottocampi: genetica di popolazione – ecologico genetica – evoluzione umana – evoluzione molecolare – filogenesi – sistematica – evo-devo | |
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