¿Por qué el número de cromosomas varía entre las especies?

Estoy de acuerdo con la mayoría de las respuestas de Keith, aunque uno de los posibles beneficios de tener un mayor número de cromosomas es que hace que sea más fácil tener diferentes combinaciones de genes.

Hay muchas maneras diferentes de definir qué es un gen. De una manera, la forma de genética bioquímica y molecular de definir un gen se basa en un producto genético, es decir, ARNm. Es un fragmento de ADN que se transcribe del ADN a un ARNm. Cada una de estas unidades funcionales suele comenzar con el código ATG de tres letras de aminoácidos y, a menudo, termina con algo como UUU, UUC, UUT. Pero la genética de poblaciones tiene una idea ligeramente diferente de lo que es un gen. De hecho, la población y los genetistas evolutivos tienen una palabra ligeramente diferente para desambiguarla. El término es ‘locus’ para singular y ‘loci’ para más de uno y se refiere a la ubicación física donde está un gen. Del mismo modo, para mayor claridad, las diferentes formas de un gen en un lugar se denominan ‘alelos’. Para dar un ejemplo funcional rápido de estas definiciones, hay un gen que contribuye al color de los ojos. Este gen existe en un locus dado dentro del genoma, y ​​hay dos alelos en este locus: uno para ojos marrones y otro para ojos azules (sí, sé que es más complicado que esto). Solo intento demostrar el lenguaje. )

La genética evolutiva y de poblaciones se centra en trozos de ADN que pueden transferirse “independientemente” entre generaciones. De hecho, la genética de poblaciones tiene este concepto de centi-morgan, que es una medida de la distancia entre los loci (genes) en términos de la probabilidad de recombinación entre ellos; llamemos a estos loci A y B, y los diferentes alelos para A y B B se denotará por un número que sigue a la letra, por ejemplo, A1 y A2 son alelos diferentes para el gen / locus A, mientras que B1, B2 y B3 son los tres alelos diferentes que existen en el locus del gen B. Una distancia de 1 centimorgan entre estos loci significa que hay un 1% de posibilidades de que estas diferentes ubicaciones se recombinen. Imagine una situación en la que tiene dos loci en un cromosoma que están muy cerca el uno del otro en proximidad física: la recombinación de los cromosomas parentales en los gametos hace que sea muy probable que estos dos alelos en dichos loci se hereden juntos: pueden ser 1 centimorgan aparte. En este caso, es muy probable que el alelo A1 sea co-heredado con el alelo B1. La probabilidad de que el alelo B2 se asocie con el alelo A1 es muy baja.

Ahora contraste esto con una situación en la que dos genes existen en diferentes cromosomas. Ahora heredaron independientemente el uno del otro. Desde esta perspectiva, obtendrás muchas más combinaciones diferentes de genes diferentes en el segundo caso que en el primero, porque en el primer caso los diferentes alelos en cada locus están casi funcionalmente vinculados. Puede obtener las combinaciones A1B1, A1B2, A1B3, A2B1, A2B2 y A2B3.

Por lo tanto, a través de este lente se puede ver que a medida que aumenta el número de cromosomas para un tamaño de genoma determinado, aumenta el número de diferentes combinaciones posibles de genes. Funcionalmente, para maximizar el potencial evolutivo a corto plazo, sería ideal tener cromosomas N para los genes N. Sin embargo, esto no sucede porque impondría un costo metabólico / fisiológico demasiado grande en la célula, por lo que existe un intercambio entre estas fuerzas opuestas.

La respuesta más simple es que el número de cromosomas en sí mismo parece ser completamente irrelevante. Los sistemas de mantenimiento de cromosomas eucariotas funcionan bien en muchos recuentos de cromosomas, por lo que el número per se es un rasgo neutral. Es decir, se tolera la variación, por lo que se ve la variación. Incluso podemos ver esto en humanos con aneuploidías, la maquinaria de división celular segregó perfectamente el cariotipo no estándar.

Mecánicamente, está claro que el número de cromosomas puede cambiar a través de una variedad de procesos. Entonces eso proporciona una ruta para generar variación en el número.