Esquema de las relaciones (mapa) entre genotipo y fenotipo a nivel poblacional. Modificado de Houle y col 2010

¿Se puede categorizar el ambiente? Abiótico Biótico Según la magnitud del cambio: abrupto , clinal Interespecífico: competencia, predación Intraespecífico: competencia Sexo Ontogenia

Norma de reacción Es el set de fenotipos que se expresan a partir de un genotipo cuando se enfrenta a diferentes condiciones ambientales

Norma de reacción Definir el genotipo Definir el carácter Definir el ambiente ambiente fenotipo

NORMA DE REACCION En la naturaleza En el laboratorio Parawixia bistriata: construye la tela según la disponibilidad de comida que depende de la hora del día. Al atardecer más compacta y durante el día más abierta. La cantidad de tela usada es la misma

¿La norma de reacción puede variar? PLASTICIDAD FENOTÍPICA ambiente fenotipo fenotipo ambiente PLASTICA NO PLASTICA

Plasticidad fenotípica de caracteres de Drosophila frente a cambios de temperatura durante el desarrollo

PLASTICIDAD FENOTÍPICA PARA MÁS DE UN GENOTIPO INTERACCIÓN GENOTIPO-AMBIENTE (GEI) LAS NORMAS DE REACCIÓN NO SON PARALELAS

Genotipo 1 Genotipo 2 Supervivencia () ambiente

Bases genéticas del cambio fenotipico Inserción de elementos transponibles al azar en el genoma de D. melanogaster Línea control libre de mutaciones Búsqueda de genes involucrados en la expresión de este fenotipo Genoma de D. melanogaster secuenciado 1 2 n …. The only differences between us is the location of the P-insert

Developmental Time and Body Size and Shape traits 12 am – 18 pm 1 instar lavae 30 larvae Each 12 hs collected emerged flies and sexed Measured the time elapsed DT, viability and Sex Ratio Keep the flies for part 2 Different blocks Each block was set up with Canton S B as a control Two different temperatures 17 and 25 C

Mensch et al 2008, BMC Devolp Biol

El control genético de la plasticidad Sensitividad alélica: involucra la respuesta de un gen en particular a un cambio en las condiciones ambientales. Respuesta gradual Control regulatorio: postula que hay genes que dependen del ambiente para expresarse. Ej gen lac operon en E. coli fenotipo ambiente fenotipo ausencia presencia Ambiente (lactosa)

Mensch et al 2008, BMC Devolp Biol

Control Regulatorio DT Imp fenotipo CG14478 ambiente 17 25 ºC DT 17 25 ºC Imp fenotipo ausencia presencia CG14478 ambiente DT 17 25 ºC Sensitividad Alélica CG11550 fenotipo ambiente CG11226

PATRONES PARA LA INTERACCION GENOTIPO-AMBIENTE FENOTIPO 1 2 1 2 AMBIENTE CAMBIO DE ESCALA CAMBIO DE RANKING

Odor guided behavior in larvae Lavagnino y col 2013 We use 2 different chemicals as attractant: benzaldehyde and propionic acid Set up 34 lines for benzaldehyde and propionic acid Essays: 30 1st instar larve 5 minutes 5 – 7 replicates for each lines Response index RI 3 cm RI: [(n odor – n control (H2O))/n total] x 100

Genotype x Environment Genotype by environment interactions Fuente DF CM F P Genotype 33 1092.381 0.836 0.69 Environment 1 246.263 0.192 0.66 Genotype x Environment 1306.020 5.210 <0.0001 Error 330 250.675 RI: [(n odor – n control (H2O))/n total] x 100

¿Cómo estimar el GEI? En el caso que genotipo fuere un factor aleatorio ( Robertson, 1959) VG x E= [ (σE1 – σE2)2 + 2 σE1 σE2 ( 1 – r (G x E)] / 2 Cambio de escala Cambio de ranking V G x E es el componente de varianza de G x E σE1 y σE2 son las raíces cuadradas del componente de varianza entre genotipos para cada ambiente. ANOVA para cada ambiente σE1, σE2 r (G x E) correlación genética entre ambientes y refleja si los mismos genotipos controlan la expresión del carácter entre ambientes r (G x E) : COV E1E2 / σE1 σE2 COV E1E2 covarianza medidos en diferentes ambientes

Resistencia al estrés alimenticio medidos en poblaciones naturales de D. melanogaster Each population was analyzed by ANOVA with sex (fixed), line (random) and sex by line (GxE. randon) line line x sex Scale Ranking Guemes 29.50% 40.10% 41.50% 58.50% Cachi 66.60% 24.60% 59% 41% San Blas 52.40% 32.20% 49.47% 50.53% Chilecito 35.60% 52.90% 57.65% 42.35% Jachal 39.80% 21.10% 6.76% 93.24% San Juan 43.50% 43.20% 3.36% 96.64% Barreal 45.20% 40.80% 43.43% 56.57% Uspallata NS 3.7% 37.10% 25.98% 74.02% Lavalle 63% 22.80% 44.55% 55.45% San Rafael 58.30% 25.10% 54.28% 45.72% Goenaga y col 2010

La arquitectura genética es diferente cuando cambia el ambiente Arquitectura genética del comportamiento olfativo en respuesta a distintas concentraciones de benzaldehido en hembras de D. melanogaster Líneas turquesa representa mayor valor al esperado Líneas violetas representa menor valor al esperado 0.1% v/v 0.3% v/v Sambandan et al 2006

Efectos de epístasis en longevidad Magwire et al 2010 Interacciones epistáticas entre genes que presentan elementos trasponibles cuyo efecto es el de incrementar la longevidad. Las líneas turquesas indican una mayor longevidad a la esperada y las líneas violetas señalan una menor longevidad a la esperada Machos Hembras

¿La plasticidad fenotípica puede afectar la tasa del cambio evolutivo? Surgimiento de nuevas variantes y cambio La plasticidad fenotípica puede ser una restricción a la evolución