En biología, el paralelismo es un fenómeno evolutivo por el que en dos ramas separadas dentro de un clado se produce un cambio evolutivo análogo. La evolución paralela se define como el origen independiente de un rasgo similar en especies relacionadas pero distintas, que descienden del mismo ancestro pero de diferentes clados.[1]
El paralelismo a nivel fenotípico es muy frecuente; no obstante, se desconoce si fenotipos similares reflejan evolución paralela a nivel bioquímico y genético. Existen algunos ejemplos en los que cambios fenotípicos paralelos son causados la misma sustitución de nucleótidos,[2][3][4] por diferentes cambios en los mismos genes,[5][6] y de casos en los que el paralelismo fenotípico se debe a diferentes cambios genéticos.[7][8]
El paralelismo a nivel genético, puede producirse por cambios fenotípicos que surgen por mutaciones similares o idénticas en el mismo gen; en cuyo caso cada cambio fenotípico ocurrirá en el mismo gen. Alternativamente, puede producirse por diferentes tipos de mutaciones en el mismo gen, o por mutaciones en diferentes genes de la misma vía, pudiendo producir cambios fenotípicos similares; en este caso, el paralelismo aparecerá solo si uno de los tipos de mutación tiene una tasa de mutación mayor (diferencias intrínsecas en la tasa de sustitución o tamaño de secuencia de ADN), o una probabilidad de fijación mayor.
Convergencia y paralelismo
El término homoplasia abarca los conceptos de convergencia y de paralelismo. La homoplasia hace referencia a cosas semejantes que han evolucionado de manera independiente en dos especies o clados. La convergencia y el paralelismo hacen referencia a los mecanismos causales que explican la homoplasia:
Dos caracteres son homoplásticos por convergencia cuando hay analogía en grupos filogenéticamente lejanos.
Dos caracteres son homoplásticos por paralelismo cuando hay analogía en grupos filogenéticamente cercanos, anidados en un mismo clado.
La evolución paralela y convergente tienen lugar cuando dos o más linajes desarrollan independientemente características similares o idénticas. Estos dos tipos de evolución usualmente se distinguen en que el paralelismo involucra cambios en características homólogas entre organismos estrechamente relacionados; mientras que la convergencia puede involucrar cambios en diferentes características entre organismos menos relacionados.[9][10][11] Tanto la evolución paralela como la evolución convergente proveen sólidas evidencias de que las similitudes desarrolladas, resultan de la adaptación por selección natural.
El concepto de paralelismo puede ser ampliado para incluir casos en los que se sabe que el desarrollo ontogenético de las estructuras se debe a un canal generativo homólogo, aunque no haya estructuras homólogas en el fenotipo del antepasado común (Gould, 2002). Para esta perspectiva ha sido fundamental el descubrimiento del papel regulador del desarrollo de los genes HOX en animales y MADS-box en plantas. Por otra parte, esta extensión del concepto reduce la utilidad de la distinción entre paralelismo y convergencia, porque son raras las estructuras o procesos que merecen ser llamados convergentes, para los que no subyacen mecanismos comunes en el plano genético molecular.
Ejemplos de paralelismo
Un ejemplo claro de paralelismo lo tenemos en el desarrollo por separado de un corazón de cuatro cavidades en aves y mamíferos. No hay ninguna duda de que el antepasado común de los dos grupos, bastante próximo a la base de los amniotas, no poseía este rasgo. Se trata de una adquisición independiente, que completa en cada uno de los dos grupos la separación de los dos circuitos circulatorios (sistémico y pulmonar) que se observa ya en los antepasados anfibios.
Existen muchos ejemplos de evolución paralela en la naturaleza, incluyendo estudios recientes en relación a la morfología de los lagartos,[12] comportamiento de peces,[13] demostrando que ciertos fenotipos evolucionaron cuando dos poblaciones separadas colonizaron de forma independiente ambientes similares.
Otro ejemplo de evolución paralela, hace referencia a cómo algunos patógenos exhiben sorprendentes cambios genómicos paralelos, como múltiples linajes de VIH que desarrollan mutaciones similares que les confieren resistencia a fármacos antivirales;[14] o cepas de Escherichia coli que adquieren de forma independiente factores de virulencia similares mediante transferencia horizontal de genes.[15]
Referencias
Des Marais, D. L. and Rausher, M. D. (2010), PARALLEL EVOLUTION AT MULTIPLE LEVELS IN THE ORIGIN OF HUMMINGBIRD POLLINATED FLOWERS IN IPOMOEA. Evolution, 64: 2044–2054. doi:10.1111/j.1558-5646.2010.00972.x
Thompson, M., F. Shotkoski, and R. ffrench-Constant. 1993. Cloning and sequencing of the cyclodiene insecticide resistance gene from the yellow fever mosquito Aedes aegypti. Conservation of the gene and resistance associated mutation with Drosophila. FEBS Lett. 325:187–190.
Bernasconi, Paul; Woodworth, Alison R.; Rosen, Barbara A.; Subramanian, Mani V.; Siehl, Daniel L. (21 de julio de 1995). «A Naturally Occurring Point Mutation Confers Broad Range Tolerance to Herbicides That Target Acetolactate Synthase». Journal of Biological Chemistry(en inglés)270 (29): 17381-17385. ISSN 0021-9258. PMID 7615543. doi:10.1074/jbc.270.29.17381. Consultado el 29 de mayo de 2017.
Crandall, K. A.; Kelsey, C. R.; Imamichi, H.; Lane, H. C.; Salzman, N. P. (1 de marzo de 1999). «Parallel evolution of drug resistance in HIV: failure of nonsynonymous/synonymous substitution rate ratio to detect selection». Molecular Biology and Evolution16 (3): 372-382. ISSN 0737-4038. PMID 10331263. Consultado el 29 de mayo de 2017.
Schwinn, K., J. Venail, Y. Shang, S. Mackay, V. Alm, E. Butelli, R. Oyama, P. Bailey, K. Davies, and C. Martin. 2006. A small family of MYB-regulatory genes controls floral pigmentation intensity and patterning in the genus Antirrhinum. Plant Cell 18:831–851.
Kingsley, Evan P.; Manceau, Marie; Wiley, Christopher D.; Hoekstra, Hopi E. (30 de julio de 2009). «Melanism in Peromyscus Is Caused by Independent Mutations in Agouti». PLOS ONE4 (7): e6435. ISSN 1932-6203. PMC 2713407. PMID 19649329. doi:10.1371/journal.pone.0006435. Consultado el 29 de mayo de 2017.
Wittkopp, Patricia J.; Williams, Barry L.; Selegue, Jayne E.; Carroll, Sean B. (18 de febrero de 2003). «Drosophila pigmentation evolution: Divergent genotypes underlying convergent phenotypes». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America100 (4): 1808-1813. ISSN 0027-8424. PMC 149915. PMID 12574518. doi:10.1073/pnas.0336368100. Consultado el 29 de mayo de 2017.
Wittkopp, Patricia J.; Williams, Barry L.; Selegue, Jayne E.; Carroll, Sean B. (18 de febrero de 2003). «Drosophila pigmentation evolution: Divergent genotypes underlying convergent phenotypes». Proceedings of the National Academy of Sciences(en inglés)100 (4): 1808-1813. ISSN 0027-8424. PMC 149915. PMID 12574518. doi:10.1073/pnas.0336368100. Consultado el 29 de mayo de 2017.
Barnett, S. A. (30 de mayo de 2017). «The major features of evolution». The Eugenics Review46 (4): 250-252. PMC 2974537. Consultado el 30 de mayo de 2017.
Harvey, P. H. & Pagel, M. (1991) The Comparative Method in Evolutionary Biology (Oxford Univ. Press, Oxford).
Futuyma, D. J. (1998) Evolutionary Biology (Sinauer, Sunderland, MA).
Losos, J. B., Jackman, T. R., Larson, A., de Queiroz, K. & Rodr ́ıguez-Schettino, L. (1998) Science 279, 2115–2118.
Rundle, H. D., Nagel, L., Boughman, J. W. & Schluter, D. (2000) Science 287, 306 –308.
Crandall, K. A., Kelsey, C. R., Imamichi, H., Lane, H. C. & Salzman, N. P. (1999) Mol. Biol. Evol. 16, 372–382.
Reid, S. D., Herbelin, C. J., Bumbaugh, A. C., Selander, R. K. & Whittam, T. S. (2000) Nature 406, 64–67
Gould, S.J. (2002) The Structure of Evolutionary Theory. Cambridge MA: Harvard Univ. Press. (La estructura de la teoría de la evolución. Barcelona: Tusquets)
Datos:Q903761
Multimedia:Parallel evolution
Agosto 03, 2021
paralelismo, biología, biología, paralelismo, fenómeno, evolutivo, ramas, separadas, dentro, clado, produce, cambio, evolutivo, análogo, evolución, paralela, define, como, origen, independiente, rasgo, similar, especies, relacionadas, pero, distintas, desciend. En biologia el paralelismo es un fenomeno evolutivo por el que en dos ramas separadas dentro de un clado se produce un cambio evolutivo analogo La evolucion paralela se define como el origen independiente de un rasgo similar en especies relacionadas pero distintas que descienden del mismo ancestro pero de diferentes clados 1 El paralelismo a nivel fenotipico es muy frecuente no obstante se desconoce si fenotipos similares reflejan evolucion paralela a nivel bioquimico y genetico Existen algunos ejemplos en los que cambios fenotipicos paralelos son causados la misma sustitucion de nucleotidos 2 3 4 por diferentes cambios en los mismos genes 5 6 y de casos en los que el paralelismo fenotipico se debe a diferentes cambios geneticos 7 8 El paralelismo a nivel genetico puede producirse por cambios fenotipicos que surgen por mutaciones similares o identicas en el mismo gen en cuyo caso cada cambio fenotipico ocurrira en el mismo gen Alternativamente puede producirse por diferentes tipos de mutaciones en el mismo gen o por mutaciones en diferentes genes de la misma via pudiendo producir cambios fenotipicos similares en este caso el paralelismo aparecera solo si uno de los tipos de mutacion tiene una tasa de mutacion mayor diferencias intrinsecas en la tasa de sustitucion o tamano de secuencia de ADN o una probabilidad de fijacion mayor Convergencia y paralelismo EditarEl termino homoplasia abarca los conceptos de convergencia y de paralelismo La homoplasia hace referencia a cosas semejantes que han evolucionado de manera independiente en dos especies o clados La convergencia y el paralelismo hacen referencia a los mecanismos causales que explican la homoplasia Dos caracteres son homoplasticos por convergencia cuando hay analogia en grupos filogeneticamente lejanos Dos caracteres son homoplasticos por paralelismo cuando hay analogia en grupos filogeneticamente cercanos anidados en un mismo clado La evolucion paralela y convergente tienen lugar cuando dos o mas linajes desarrollan independientemente caracteristicas similares o identicas Estos dos tipos de evolucion usualmente se distinguen en que el paralelismo involucra cambios en caracteristicas homologas entre organismos estrechamente relacionados mientras que la convergencia puede involucrar cambios en diferentes caracteristicas entre organismos menos relacionados 9 10 11 Tanto la evolucion paralela como la evolucion convergente proveen solidas evidencias de que las similitudes desarrolladas resultan de la adaptacion por seleccion natural El concepto de paralelismo puede ser ampliado para incluir casos en los que se sabe que el desarrollo ontogenetico de las estructuras se debe a un canal generativo homologo aunque no haya estructuras homologas en el fenotipo del antepasado comun Gould 2002 Para esta perspectiva ha sido fundamental el descubrimiento del papel regulador del desarrollo de los genes HOX en animales y MADS box en plantas Por otra parte esta extension del concepto reduce la utilidad de la distincion entre paralelismo y convergencia porque son raras las estructuras o procesos que merecen ser llamados convergentes para los que no subyacen mecanismos comunes en el plano genetico molecular Ejemplos de paralelismo EditarUn ejemplo claro de paralelismo lo tenemos en el desarrollo por separado de un corazon de cuatro cavidades en aves y mamiferos No hay ninguna duda de que el antepasado comun de los dos grupos bastante proximo a la base de los amniotas no poseia este rasgo Se trata de una adquisicion independiente que completa en cada uno de los dos grupos la separacion de los dos circuitos circulatorios sistemico y pulmonar que se observa ya en los antepasados anfibios Existen muchos ejemplos de evolucion paralela en la naturaleza incluyendo estudios recientes en relacion a la morfologia de los lagartos 12 comportamiento de peces 13 demostrando que ciertos fenotipos evolucionaron cuando dos poblaciones separadas colonizaron de forma independiente ambientes similares Otro ejemplo de evolucion paralela hace referencia a como algunos patogenos exhiben sorprendentes cambios genomicos paralelos como multiples linajes de VIH que desarrollan mutaciones similares que les confieren resistencia a farmacos antivirales 14 o cepas de Escherichia coli que adquieren de forma independiente factores de virulencia similares mediante transferencia horizontal de genes 15 Referencias Editar Des Marais D L and Rausher M D 2010 PARALLEL EVOLUTION AT MULTIPLE LEVELS IN THE ORIGIN OF HUMMINGBIRD POLLINATED FLOWERS IN IPOMOEA Evolution 64 2044 2054 doi 10 1111 j 1558 5646 2010 00972 x Thompson M F Shotkoski and R ffrench Constant 1993 Cloning and sequencing of the cyclodiene insecticide resistance gene from the yellow fever mosquito Aedes aegypti Conservation of the gene and resistance associated mutation with Drosophila FEBS Lett 325 187 190 Bernasconi Paul Woodworth Alison R Rosen Barbara A Subramanian Mani V Siehl Daniel L 21 de julio de 1995 A Naturally Occurring Point Mutation Confers Broad Range Tolerance to Herbicides That Target Acetolactate Synthase Journal of Biological Chemistry en ingles 270 29 17381 17385 ISSN 0021 9258 PMID 7615543 doi 10 1074 jbc 270 29 17381 Consultado el 29 de mayo de 2017 Crandall K A Kelsey C R Imamichi H Lane H C Salzman N P 1 de marzo de 1999 Parallel evolution of drug resistance in HIV failure of nonsynonymous synonymous substitution rate ratio to detect selection Molecular Biology and Evolution 16 3 372 382 ISSN 0737 4038 PMID 10331263 Consultado el 29 de mayo de 2017 Schwinn K J Venail Y Shang S Mackay V Alm E Butelli R Oyama P Bailey K Davies and C Martin 2006 A small family of MYB regulatory genes controls floral pigmentation intensity and patterning in the genus Antirrhinum Plant Cell 18 831 851 Kingsley Evan P Manceau Marie Wiley Christopher D Hoekstra Hopi E 30 de julio de 2009 Melanism in Peromyscus Is Caused by Independent Mutations in Agouti PLOS ONE 4 7 e6435 ISSN 1932 6203 PMC 2713407 PMID 19649329 doi 10 1371 journal pone 0006435 Consultado el 29 de mayo de 2017 Wittkopp Patricia J Williams Barry L Selegue Jayne E Carroll Sean B 18 de febrero de 2003 Drosophila pigmentation evolution Divergent genotypes underlying convergent phenotypes Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 100 4 1808 1813 ISSN 0027 8424 PMC 149915 PMID 12574518 doi 10 1073 pnas 0336368100 Consultado el 29 de mayo de 2017 Wittkopp Patricia J Williams Barry L Selegue Jayne E Carroll Sean B 18 de febrero de 2003 Drosophila pigmentation evolution Divergent genotypes underlying convergent phenotypes Proceedings of the National Academy of Sciences en ingles 100 4 1808 1813 ISSN 0027 8424 PMC 149915 PMID 12574518 doi 10 1073 pnas 0336368100 Consultado el 29 de mayo de 2017 Barnett S A 30 de mayo de 2017 The major features of evolution The Eugenics Review 46 4 250 252 PMC 2974537 Consultado el 30 de mayo de 2017 Harvey P H amp Pagel M 1991 The Comparative Method in Evolutionary Biology Oxford Univ Press Oxford Futuyma D J 1998 Evolutionary Biology Sinauer Sunderland MA Losos J B Jackman T R Larson A de Queiroz K amp Rodr iguez Schettino L 1998 Science 279 2115 2118 Rundle H D Nagel L Boughman J W amp Schluter D 2000 Science 287 306 308 Crandall K A Kelsey C R Imamichi H Lane H C amp Salzman N P 1999 Mol Biol Evol 16 372 382 Reid S D Herbelin C J Bumbaugh A C Selander R K amp Whittam T S 2000 Nature 406 64 67 Gould S J 2002 The Structure of Evolutionary Theory Cambridge MA Harvard Univ Press La estructura de la teoria de la evolucion Barcelona Tusquets Datos Q903761 Multimedia Parallel evolutionObtenido de https es wikipedia org w index php title Paralelismo biologia amp oldid 123616128, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
