Cómo los supergenes superan las probabilidades y alimentan la evolución

Los supergenes también pueden complicar el proceso de apareamiento. En algunas especies, los supergenes crean un sistema reproductivo que efectivamente tiene cuatro sexos. Debido a un supergen en las aves norteamericanas llamadas gorriones de garganta blanca, por ejemplo, hay dos "morfos" con diferente coloración y comportamiento. Los machos no solo tienen que encontrar hembras, sino que también tienen que encontrar una pareja de la morfología opuesta. De lo contrario, la descendencia morirá por heredar supergenes de ambos padres o no heredará ninguno. Sólo sobreviven los pollos que reciben una herencia "equilibrada y letal" de un supergen y un segmento cromosómico normal.

A un costo tan alto, es un milagro que los supergenes hayan evolucionado, dice Berdan. "Cualquier conjunto de variantes va a ser realmente difícil de mantener, especialmente durante millones de generaciones", dijo. “Ese es uno de los grandes misterios de los supergenes.” Ella planteó la hipótesis de que múltiples tipos de selección pueden trabajar juntos para preservar los supergenes y que ciertos ambientes pueden ser más propicios para su preservación en una población.

Irónicamente, uno de los mecanismos que a veces puede preservar los supergenes parece ser la recombinación, el mismo fenómeno al que normalmente se oponen. Amanda Laracuentegenetista evolutiva de la Universidad de Rochester, y sus coautores describen tal caso pasado abril en eLife.

Larracuente inicialmente no estaba interesado en supergenes o su costo evolutivo. Su atención se centró en los genes egoístas, segmentos de ADN que se reproducen en poblaciones sin beneficiar a sus anfitriones. Estaba fascinada por el gen egoísta llamado Distorsionador de segregación (Dakota del Sur), que ocurrió en algunas moscas de la fruta en Zambia. "Es un asesino de espermatozoides", explicó, pero solo mata los espermatozoides que no llevan un cromosoma con Dakota del Sur.

En algún momento de los últimos 3000 años, una versión del Dakota del Sur atrapó una gran sección de ADN cromosómico, creando un supergen conocido como SD-Mal que se están propagando en las poblaciones de moscas de la fruta por toda África. "Es realmente el último gen egoísta", dijo Laracuente.

Secuenciación y análisis de ADN por Larracuente, Daven Pregravesy sus colegas demostraron que los cromosomas con SD-Mal acumulan mutaciones deletéreas, como predice la ausencia casi total de recombinación entre SD-Mal y su cromosoma hermano, pero los investigadores no encontraron tantas mutaciones como esperaban.

Descubrieron que la razón es que a veces una mosca hereda dos cromosomas con SD-Mal- y estos dos supergenes son lo suficientemente similares como para permitir alguna recombinación entre ellos. Esta recombinación, a su vez, hace posible que con el tiempo se eliminen varias mutaciones perjudiciales de los supergenes de las moscas.

"Resulta que basta con un poco de recombinación", dijo Laracuente. Ella y Presgraves ahora están buscando otros Dakota del Sur supergenes en las poblaciones de moscas de la fruta silvestres para obtener pistas sobre la evolución y el impacto de los supergenes en general.

Sus resultados muestran que los efectos purificadores de la recombinación en los genomas nunca dejan de ser importantes. Las características complejas que la herencia estable y predecible de los supergenes hace posible pueden ser invaluables para ayudar a las especies a adaptarse, pero incluso los supergenes pueden beneficiarse de mezclar las cosas una vez. .

historia original reimpreso con permiso de Revista Cuanta, publicación editorialmente independiente de Fundación Simons cuya misión es mejorar la comprensión pública de la ciencia cubriendo los desarrollos científicos y las tendencias en matemáticas y física y las ciencias de la vida.