Tema 3 .- GENÉTICA Y EVOLUCIÓN DEL COMPORTAMIENTO

Tema 3 .- GENÉTICA Y EVOLUCIÓN DEL COMPORTAMIENTO
• 1) Introducción
• 2) Efectos de los genes sobre la conducta
• 3) Diferencias en conducta y diferencias genéticas:
Variación discontinua y variación continua.
• 4) Evolución: ideas básicas
• 5) Fuentes de evidencia
• 6) Algunos ejemplos de filogenias.
• 3.1) Introducción
Interacción genes - ambiente
Los efectos de los genes sobre el
comportamiento son siempre
indirectos
Efectos pleiotrópicos
Los comportamientos pueden tener influencia genética:
Antecedentes
Agapornis fischeri
Agapornis roseicollis
Las llamadas de “aislamiento” tienen un componente
hereditario
La conducta es el resultado de la interacción de tres factores:
1. Genes
2. Experiencia
1
3. Percepción situación actual
EVOLUCIÓN
La evolución influye sobre el conjunto de genes
que afectan a la conducta y que están disponibles
para los individuos de cada especie
2
GENES
Los genes de cada individuo inician un
programa determinado de desarrollo neural
EXPERIENCIA
El desarrollo del sistema nervioso de cada
3individuo
depende de sus interacciones con el
ambiente (experiencia)
4 Las capacidades de comportamiento de cada
individuo están influidas por patrones de actividad
neural determinados por la acción de estímulos
específicos, experiencias previas, etc.
ORGANISMO
ACTUAL
SITUACIÓN
ACTUAL
5
El comportamiento actual de cada individuo surge
de interacciones entre sus patrones de actividad
neural y su percepción de la situación actual
6
El éxito del comportamiento de cada individuo
influye sobre la probabilidad de que sus genes
pasen a generaciones futuras
COMPORTAMIENTO
ACTUAL
3.2. ) Efectos de los genes sobre la conducta
Efectos de un solo gen:
Gen “per” y ritmos circadianos
2) Efectos de los genes sobre la conducta
Fos - b
De: Ferguson et al., 2000
De: Brown et al., 1996
.
Enhanced partner preference in a promiscuous species by manipulating the expression
of a single gene.
Microtus
ochrogaster
Lim MM,
Wang
Z, Olazabal DE, Ren X, Terwilliger EF, Young LJ.
Center for Behavioral Neuroscience and Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Emory
University, Atlanta, Georgia 30322, USA.
The molecular mechanisms underlying the evolution of complex behaviour are poorly understood. The
mammalian genus Microtus provides an excellent model for investigating the evolution of social
behaviour. Prairie voles (Microtus ochrogaster) exhibit a monogamous social structure in nature,
whereas closely related meadow voles (Microtus pennsylvanicus) are solitary and polygamous. In male
Microtus montanus
prairie
voles, both vasopressin and dopamine act in the ventral forebrain to regulate selective affiliation
between adult mates, known as pair bond formation, as assessed by partner preference in the laboratory.
The vasopressin V1a receptor (V1aR) is expressed at higher levels in the ventral forebrain of
monogamous than in promiscuous vole species, whereas dopamine receptor distribution is relatively
conserved between species. Here we substantially increase partner preference formation in the socially
promiscuous meadow vole by using viral vector V1aR gene transfer into the ventral forebrain. We show
that a change in the expression of a single gene in the larger context of pre-existing genetic and neural
circuits can profoundly alter social behaviour, providing a potential molecular mechanism for the rapid
evolution of complex social behaviour.
De: Lim et al., Nature. 2004
Mosaicos genéticos
Efectos genes múltiples
Heredabilidad de los rasgos
Genética cuantitativa
VF = VG + VA
VG = A + D + Ep
• 3.3 ) Diferencias en conducta y diferencias genéticas:
a) Variación discontinua
Estacionarios
“exploradores”
¿Porqué existen las dos estrategias de alimentarse?
Hipótesis:
“Estacionarios” es mejor estrategia a bajas densidades
“Migradores” es mejor estrategia a altas densidades
Prueba: Criar grupos al azar de
larvas en differentes ambientes y
medir los movimientos
promedio después de varias
generaciones.
Rasgos discontinuos
(en distintas poblaciones)
Sylvia atricapilla
Rasgos discontinuos
(en distintas especies)
Teleogryllus commodus (1)
Hembra 1 x macho 2
Hembra 2 x macho 1
T. Oceanicus (2)
Variantes conductuales : (rasgos discontinuos dentro de la misma población)
!
Rasgos continuos: base genética
Variación continua : experimentos de cría selectiva
Enfoque del efecto de los cambios genéticos sobre
evolución comportamiento
Si hay varíación genética entre los individuos de una
población y si algunos individuos portan alelos que
contribuyen a la expresión de fenotipos con mayor éxito
reproductivo: dichos alelos serán más comunes a lo largo
de las siguientes generaciones (mientras que los otros
alelos lo serán menos).
¿Ejemplo de evolución reciente?
Biston
Biston betularia
betularia
• Se encontraron discrepancias en las distribuciones geográficas esperadas
de las formas melánicas.
• En la zona rural de East Anglia, donde había poca polución industrial, las
formas melánicas alcanzaron una frecuencia de 80%.
• Discrepancia: carencia de correlación del melanismo con la cobertura de líquenes
de los troncos.
• El melanismo empezó a declinar antes de que volvieran los líquenes a cubrir los
árboles oscurecidos.
Sin embargo…..
Otro ejemplo (evolución más lenta)
Costa: comen babosas
Interior: comen peces y ranas
Thamnophis elegans
Impronta genómica
Los genes pueden expresarse o ser “silenciados” de forma
diferente -en un organismo en desarrollo- dependiendo del
sexo del que los aportó
Esta impronta suele afectar a los modelos de crecimiento
en mamíferos, pero empiezan a encontrarse evidencias de
que pueden tener efectos sobre el comportamiento
Usando ratones “quimera” (mosaicos) con mezclas de células uniparentales
y normales.
Céls. con genes maternos (1) se distribuyeron en diferentes areas cerebrales
que aquellas con genes paternos (2):
- (1): en cortex y estriado
- (2): en hipotálamo, septum y área preóptica
Desarrollo diferencial de áreas cerebrales en primates:
Genes maternos expresados sobre todo en neocortex y estriado
Genes paternos expresados sobre todo en hipotálamo y septum
p. insectívoros
prosimios
Simios más
avanzados