Fluxo xénico

En xenética de poboacións, fluxo xénico (tamén chamado fluxo xenético ou migración de xenes) é a transferencia de alelos ou xenes dunha poboación a outra.

A migración cara a dentro ou fóra dunha poboación pode ser responsable dun marcado cambio nas frecuencias alélicas (a proporción de membros que portan unha variante particular dun xene). A inmigración pode tamén ter como resultado a adición de novas variantes xenéticas á poza xénica establecida dunha determinada especie ou poboación.

Hai varios factores que afectan á taxa de fluxo xénico entre diferentes poboacións. Un dos factores máis significativos é a mobilidade, xa que unha maior mobilidade dun individuo tende a darlle un maior potencial migratorio. Os animais tenden a ser máis móbiles que as plantas, aínda que o pole e as sementes poden ser levados a grandes distancias polo vento ou animais.

Un fluxo xénico sostido entre dúas poboacións dunha mesma especie pode tamén orixinar unha combinación das dúas pozas xénicas, reducindo a diferenciación xenética entre os dous grupos. Por esta razón o fluxo xénico actúa vigorosamente contra a especiación, ao recombinar as pozas xénicas dos grupos, e dese xeito, restaurar as diferenzas que se estaban desenvolvendo na variación xenética que terían levado a unha completa especiación e a creación de especies fillas.

Por exemplo, se unha especie de herba crece a ambos os lados dunha autoestrada, é probable que o pole sexa transportado dun lado ao outro. Se este pole pode fecundar unha planta, e a planta onde acaba produce descendencia viable, entón os alelos do pole poden efectivamente moverse desde a poboación dun lado da autoestrada a outra, polo que non se acumulan diferenzas entre as poboacións de ambos os lados.

As barreiras físicas ao fluxo xénico son normalmente, pero non sempre, naturais. Entre elas están cadeas montañosas infranqueables, océanos, ou vastos desertos. Nalgúns casos, poden ser barreiras artificiais construídas polo ser humano, como a Gran muralla chinesa, que dificultou o fluxo xénico de poboacións de plantas nativas.^[1] Unha destas plantas nativas, Ulmus pumila, mostra unha baixa prevalencia de diferenciación xenética en comparación con plantas como Vitex negundo, Ziziphus jujuba, Heteropappus hispidus, e Prunus armeniaca, cuxos hábitats están localizados no lado oposto da Gran muralla, onde crece Ulmus pumila.^[1] Isto é porque Ulmus pumila ten polinización anemófila (polo vento) como o seu medio principal de propagación, e as outras plantas mencionadas teñen polinización entomófila (por insectos).^[1] Exemplos destas mesmas especies que crecen a ambos os lados da muralla mostran que desenvolveron diferenzas xenéticas, porque hai pouco fluxo xénico que proporcione recombinación das pozas xénicas.

As barreiras ao fluxo xénico non teñen que ser sempre físicas. As especies poden vivir no mesmo ambiente, aínda que mostran un fluxo xñenico moi limitado debido a unha hibridación limitada ou unha hibridación que dá lugar a híbridos non aptos.

A elección das femias pode xogar tamén un papel na obstaculización do fluxo xénico. O recoñecemento asimétrico en paxaros cantores de cancións locais e non locais atopouse, por exemplo, en dúas poboacións do paxaro Setophaga caerulescens nos Estados Unidos, unha no norte dos Estados Unidos (Nova Hampshire) e a outra no sur (Carolina do Norte).^[2] Os machos na poboación do norte responden fortemente ás cancións dos machos locais rivais pero de forma relativamente feble ás cancións non locais de machos do sur. En contraste con isto, os machos do sur responden de forma igual a ambas as cancións, locais e non locais. O feito de que os machos do norte mostren un recoñecemento diferencial indica que as femias do norte tenden a non aparearse con machos “heteroespecíficos” do sur; así que non é preciso para os machos do norte responder fortemente á canción dun rival do sur. Existe unha barreira de fluxo xénico do sur ao norte como resultado da preferencia das femias.

O fluxo xénico tamén foi observado en humanos. Por exemplo, nos Estados Unidos, observouse fluxo xénico entre a poboación de orixe europea branca e a poboación de orixe africana occidental negra, que foron reunidas no mesmo país en tempos históricos relativamene recentes. En África occidental, onde a malaria é frecuente, o antíxeno Duffy proporciona certa resistencia á doenza, e este alelo está presente en case toda a poboación desa parte de África. Ao contrario, os europeos adoitan ter o alelo Fy^a ou o Fy^b, porque a malaria foi case inexistente en Europa. Ao medir as frecuencias dos grupos africano occidental e europeo, atopouse que as frecuencias alélicas se mesturaron en cada poboación debido ao movemento dos individuos. Tamén se atopou que este fluxo xénico entre os grupos europeo e africano occidental é moito maior no norte dos Estados Unidos que no sur.^[3][4]

A transferencia horizontal de xenes é a transferencia de xenes entre distintas especies, por hibridación, cambio antixénico, ou redistribución é ás veces unha importante fonte de variación xenética. Os virus poden transferir xenes entre especies.^[5] As bacterias poden incorporar xenes doutras bacterias mortas, intercambiar xenes con bacerias vivas, ou intercambiar plásmidos a través das fronteiras entre especies.^[6] "A comparación de secuencias suxire unha transferencia horizontal de moitos xenes entre diversas especies incluíndo tamén a transferencia a través de seres de dominios filoxeneticamente distintos". Así que a determinación da historia filoxenética dunha especie non pode facerse conclusivamente determinando as árbores evolutivas dun só xene."^[7]

O biólogo Gogarten para explicar as árbores filoxenéticas suxire que "a metáfora orixinal dunha árbore xa non se corresponde cos datos dunha investigación xenómica recente". "Os biólogos [deberían] mellor usar a metáfora dun mosaico para describir as diferentes historias combinadas nos xenomas individuais e usar a metáfora dunha rede entrelazada para visualizar o rico intercambio e efectos cooperativos da transferencia horizontal de xenes.^[8]

"Usando un só xene como marcador filoxenético, é difícil trazar a filoxenia dun organismo en presenza de transferencia horizontal de xenes. Combinar o modelo de coalescencia simple da cladoxénese con raros eventos de transferencia horizontal de xenes suxire que non houbo un só último antepasado común que contiña todos os xenes que fose ancestral a todos os compartidos entre os tres dominios da vida. Cada molécula contemporánea ten a súa propia historia e pode rastrearse ata unha molécula individual cenancestora. Porén, estes antepasados moleculares é probalbe que estean presentes en diferentes organismos en diferentes momentos."^[9]

As especies específicas dunha rexión que evolucionaron de forma natural poden ser ameazadas coa extinción^[10] pola chamada polución xenética, que pode causar hibridación incontrolada, introgresión e empantanamento xenético (genetic swamping). Estes procesos poden levar á homoxenización ou substitución dos xenotipos locais como resultado dunha vantaxe numérica e/ou na fitness da planta ou animal introducido.^[11] As especies non nativas poden ameazar as plantas e animais nativas coa extinción por hibridación e introgresión ou por medio da introdución deliberada polos humanos ou pola modificación do hábitat, ao poñer en contacto especies previamente illadas. Estes fenómenos poden ser especialmente prexudiciais para as especies raras que se poñen en contacto con outras máis abondosas. A reprodución entre as especies pode causar un 'apantanamento' da poza xenética das especies raras, creando híbridos que suplantan o stock nativo. A extensión deste fenómeno non é sempre aparente fixándose só na aparencia externa. Aínda que ocorre certo grao de fluxo xénico no decurso da evolución normal, a hibridación con ou sen introgresión pode ameazar a existencia de especies raras.^[12][13] Por exemplo, o lavanco (Anas platyrhynchos) é unha especie abondosa de pato que se entrecruza doadamente cunha ampla gama doutros patos e iso supón un perigo para a integridade dalgunhas especies.^[14]

Commons ten máis contidos multimedia sobre:  Fluxo xénico

• Investigaciónn sobre a mitigación do fluxo xénico
• Investigación sobre biocontención Arquivado 26 de setembro de 2011 en Wayback Machine.
• Investigación sobre bioseguridade de OMXs Arquivado 07 de outubro de 2011 en Wayback Machine.