Sobre el origen evolutivo de la plasticidad fenotípica discreta

Resumen La plasticidad fenotípica proporciona una estrategia atractiva para adaptarse a varios entornos, pero el mecanismo evolutivo del sistema genético subyacente se comprende poco. Utilizamos un modelo simple de red reguladora de genes para explorar cómo una especie adquiere plasticidad fenotípica, centrándonos particularmente en la plasticidad fenotípica discreta, que ha sido difícil de explicar mediante modelos genéticos cuantitativos. Nuestro enfoque emplea un marco genético poblacional que integra el proceso de desarrollo, donde cada individuo experimenta un crecimiento para desarrollar su fenotipo, que posteriormente se ve sometido a presiones de selección. Nuestro modelo considera dos tipos alternativos de entornos, con la red reguladora de genes incluyendo un gen sensor que se activa y desactiva dependiendo del tipo de entorno. Con esta suposición, demostramos que el sistema se adapta gradualmente al adquirir la capacidad de producir dos fenotipos óptimos distintos bajo dos tipos de entornos sin cambiar el genotipo, lo que resulta en plasticidad fenotípica. Encontramos que la plasticidad resultante a menudo es discreta después de un largo período de evolución. Nuestros resultados sugieren que las redes reguladoras de genes tienen una notable capacidad para producir flexiblemente varios fenotipos en respuesta a cambios ambientales. Este estudio también muestra que la dinámica evolutiva del fenotipo puede diferir significativamente entre modelos de desarrollo basados en mecanismos y modelos de genética cuantitativa, lo que sugiere la utilidad de incorporar redes reguladoras de genes en modelos evolutivos.