Genética aplicada à criação de Guppies

Por que genética?

Esta palavra ao mesmo tempo fascina e amedronta muitas pessoas. Mas, a genética é hoje uma ferramenta indispensável, seja na produção de alimentos, de remédios, seja para fins ornamentais ou diagnósticos. O homem utilizava a genética bem antes de saber que ela existia. É só lembrarmos das inúmeras espécies de animais e plantas que o homem “melhorou” ou domesticou. Só para dar alguns exemplos temos o milho, o tomate, os cães, e puxando para o nosso lado, algumas espécies de peixes. Pegando este último exemplo, os japoneses vêm melhorando as carpas (que eles chamam de Koi), a centenas de anos. Bom, como isto é possível? Pegando carona nos conhecimentos do velho Darwin, tanto a evolução das espécies quanto o melhoramento feito pelo homem, são resultados de uma pressão seletiva. Na natureza, são selecionados os indivíduos mais adaptados ao meio; na seleção feita pelo homem, são selecionadas as características que satisfazem o próprio homem, tais como: produtividade, tamanho, cor, resistência a doenças etc...

Para entendermos melhor, usaremos o nosso próprio peixe como exemplo. Os guppies são originários das Antilhas e região norte da América do Sul. Lá, eles vivem em pequenos riachos de água limpa. As fêmeas são acinzentadas enquanto que os machos possuem manchas coloridas no corpo. As fêmeas são bem maiores do que os machos, e o número de machos adultos numa dada população de guppies é bem menor do que o de fêmeas, embora a proporção de machos e fêmeas no nascimento seja 1/1. Você saberia dizer por que isto acontece? Tem a ver com a tal pressão seletiva.

Os guppies são peixes pequenos e se encontram na categoria de peixes forrageiros, ou seja, servem de comida para peixes carnívoros maiores. Portanto precisam ser rápidos e hábeis em se esconder. As fêmeas com sua coloração acinzentada e seu comportamento arredio, conseguem se esconder facilmente embaixo de folhas e galhos caídos no fundo do riacho. E os machos? Estes levam uma vida mais difícil. Para poder impressionar as possíveis parceiras com suas cores, eles têm que se arriscar mais, tornando-se presas potenciais. Por isso os machos estão em menor número.

Bem, de posse destes dados, como a seleção foi responsável pelos padrões de cor, tamanho e comportamento que os guppies selvagens possuem hoje? Tudo tem a ver com pressão seletiva. Por ser um peixe forrageiro, produzir filhotes que já nasçam nadando é uma vantagem evolutiva. Fêmeas arredias, bem camufladas e que produzam muitos filhotes, também é outra vantagem evolutiva. No caso dos machos, você consegue imaginar o que aconteceria com um red head albino com aquela calda pendurada como a gente gosta, num ambiente hostil como esse? Antes de se reproduzir, o macho precisa estar vivo, portanto, peixes pequenos e ágeis serão os mais fortes candidatos a passarem os seus genes adiante. Além de serem rápidos, estes terão de ser capazes de fertilizar o maior número de fêmeas possível, por isso eles possuem um comportamento sexual tão agressivo. Outra característica evolutiva que foi “selecionada” nos guppies é a capacidade das fêmeas de armazenar o sêmem, pois mesmo que não sobrem machos, elas poderão ter seus filhotes sozinhas.

Bom, a natureza “selecionou” estas características por milhares de anos, o que resultou no guppy selvagem que vemos hoje. Mas, e o guppy disponível hoje no mercado?

Os muitos tipos encontrados hoje são o resultado de um processo contínuo de seleção daqueles tipos selvagens por entusiastas alemães, americanos e japoneses. A mesma pressão seletiva que moldou o guppy selvagem é a que molda os guppies que você e eu temos em casa. Os guppies selvagens que possuíam as características que os tornavam mais adaptados ao seu ambiente passavam seus genes adiante. No nosso caso quem escolhe as características do peixe somos nós. Quem permite que este ou aquele peixe passe seus genes adiante somos nós. Antes da genética e na maioria dos criadores as escolhas são feitas levando-se em conta características externas ou visíveis do peixe. Tecnicamente dizemos que é uma seleção baseada nas características fenotípicas do peixe. O que iremos aprender é que estas características fenotípicas ou visíveis são determinadas por característica genotípicas ou invisíveis. O que temos que aprender é fazer a nossa seleção não apenas baseados nas características fenotípicas, mas também nas genotípicas. É aí que está o porquê da genética. È para pararmos de nos assustar quando fazemos um cruzamento que resulta em tudo, menos naquilo que estávamos esperando.

Genética mendeliana, o que é isso?

Quando a gente faz cruzamentos guiados apenas pelas características externas, pode se deparar com algumas surpresas. Qual de vocês que nunca se deparou com algo meio inesperado como reds “surgindo” de linhagens de HB-reds, ou snakeskins com o corpo liso, ou snakeskins com a calda sólida (de uma cor só). Por que ao cruzarmos um peixe albino com um não albino todos os filhotes serão não albinos? E se cruzarmos este filhote não albino novamente com um albino, a metade dos filhotes será albina?

Bom, para responder esta e inúmeras outras questões são necessários conhecimentos básicos de genética. Antes de entramos em genética mendeliana devemos saber que os guppies, como nós, possuem 23 pares de cromossomos, sendo 22 autossômicos e 1 par de cromossomos sexuais, no sistema XY; XX para as fêmeas e XY para os machos.

Gregor Mendel, considerado hoje o pai da genética, era um monge agostiniano em Brünn (Áustria), e fazia experimentos com ervilhas. Estas plantas eram ótimos objetos de experimentação, pois são de fácil reprodução, possuem ciclo curto e variações morfológicas bem definidas. O nosso peixe também possui estas características, portanto, para explicarmos as leis de Mendel usaremos o guppy e não as ervilhas, como objeto de estudo. Para entendermos melhor os mecanismos básicos devemos nos familiarizar com alguns conceitos:

Quando temos uma linhagem de guppies na qual depois de sucessivas gerações os descendentes são exatamente iguais entre si, temos então uma linhagem pura. Se eles continuam a manter as características originais dizemos que é uma linhagem geneticamente estável ou homozigota. Se ao contrário; quando a reprodução não resulta em descendentes puros, mas em um número de características diferentes, temos então uma linhagem geneticamente instável ou heterozigota.

Em genética, a geração original é referida como P (abreviação de parental). Todas as gerações subseqüentes são denominadas F (abreviação de filial). Assim a primeira geração de descendentes será denominada F₁, a segunda F₂, a terceira F₃ e assim sucessivamente. Todos os indivíduos de uma linhagem pura possuem um genótipo idêntico.

Em genética, os genótipos são expressos por certas fórmulas genéticas, por exemplo: AAGGBB.

1^a lei de Mendel (Monoibridismo) –

No enunciado clássico desta lei temos : Cada caráter é condicionado por dois fatores . Eles se separam na formação dos gametas, indo apenas um fator por gameta . (Lei da segregação de genes).

Tentando entender o que diz o enunciado vamos partir de um exemplo prático. Vamos trabalhar com um fenótipo (na lei chamado de caráter) conhecido. Neste exemplo trabalharemos com o fenótipo cor de corpo. Diremos que a cor de corpo cinza (ou gray) é o fenótipo “selvagem” (wild) ou original e que os outros fenótipos diferentes deste serão “mutações”, ou variantes do mesmo fenótipo. Usaremos o exemplo de uma mutação para cor de corpo muito comum no mercado, o albino.

Pegue um par de albinos, faça o cruzamento e note que todos os seus descendentes serão albinos. Portanto o albinismo é uma característica homozigota. O genótipo para descrever um guppy albino é aa.

Agora faça o cruzamento de uma fêmea albina com um macho gray (de uma linhagem pura gray).. Você verá que todos os filhotes serão gray. Nós então fomos apresentados à primeira parte da primeira lei de Mendel que diz: toda a F₁ será idêntica (uniforme) com relação às características examinadas.

Se nós agora cruzarmos estes guppies gray F₁ entre si, a geração subseqüente (F₂) não consistirá apenas de gray. Mais ou menos 25% dos filhotes serão albinos. Isto é, a F₂ segrega numa razão de 3 (gray) para 1 (albino). Isto nos leva à segunda parte da primeira lei de Mendel: Os indivíduos da F₂ não serão idênticos entre si e a característica de P que se perdeu na F₁ (no caso o albinismo) reaparece na F₂.

Vamos agora tentar entender tudo isso. Já que os indivíduos das linhagens parentais são puros, então eles são homozigotos. Já que chamamos o albino de aa, chamaremos o gray de AA. Veja o seguinte esquema:

P (geração parental)

♀aa (albino) x ♂AA (gray)

F₁ ( 1^a geração filial)

♀Aa (gray) x ♂Aa(gray)

F₂ (2^a geração filial)

♂e♀ AA-gray (25%) ; Aa-gray (50%) ; aa-albino (25%)

Obs: ♀ - fêmea ; ♂ - macho

Para podermos entender melhor usaremos um recurso muito comum na genética tradicional, a Punett square, ou um quadro de cruzamentos. Neste caso nós separamos os gametas de cada sexo e podemos calcular as porcentagens com mais precisão. Veja:

♀ ♂	A	a
A	AA	Aa
a	Aa	aa

Para quem não está familiarizado, na vertical esquerda temos os gametas femininos e na horizontal superior os gametas masculinos. Como os pais são da geração F₁, o genótipo será idêntico e heterozigoto. Como temos apenas quatro combinações possíveis, cada combinação representa uma probabilidade de 25%. Como a combinação Aa aparece duas vezes, a probabilidade é de 50%. Agora que nós vimos como é o processo genotipicamente, para fixarmos, vamos resumir a coisa fenotipicamente.

Nós cruzamos duas raças, uma albina e outra não (não importa se o macho é albino ou se a fêmea é albina). A raça não albina, ou gray, deve ser pura , ou seja, possuir as mesmas características por várias gerações. A albina já é pura (pois albino com albino só dá albino). Na primeira geração (F₁), os filhotes serão todos gray. Se cruzarmos estes filhotes entre si, teremos aproximadamente 75% gray e 25% albino. Juntando genótipo com fenótipo note que o peixe só será albino se for homozigoto (aa). Já o fenótipo gray pode possuir o genótipo homozigoto (AA) ou heterozigoto (Aa).

Quando temos dois genes diferentes (por exemplo: A e a) que determinam a mesma característica e ocupam a mesma posição em cromossomos homólogos, denominamos genes alelos. No caso estudado como na forma heterozigota há o predomínio de um dos genes (no caso A), dizemos que este é dominante em relação ao seu alelo (no caso a). Quando o gene só se expressa quando em homozigose (ou seja, em duplicata, ex: aa) dizemos que se trata de um gene recessivo. Quando o gene em questão não se encontra em um cromossomo sexual (X ou Y) então dizemos que a característica que ele determina é autossômica. Na prática isto quer dizer que se cruzarmos um macho gray com uma fêmea albina, ou se cruzarmos um macho albino com uma fêmea gray, o resultado será o mesmo. Portanto o albinismo é uma característica autossômica recessiva.

E aí, deu um nó na cabeça? É assim mesmo, depois piora. Como estes termos vão se repetir mais adiante, qualquer dúvida é só voltar e dar uma revisada. Vamos dar mais uma trabalhada neste assunto e aos poucos introduzir novos conceitos.

O pré-requisito para a produção de um novo peixinho é a fusão dos gametas, ou seja, de um óvulo com um espermatozóide. Cada um destes gametas carrega o seu próprio set de cromossomos (com metade do número de cromossomos de uma célula comum do indivíduo, no caso, 23), portanto todas as células do peixinho resultante desta fusão (menos os gametas) possuirão dois sets de cromossomos (com todos os genes alelos correspondentes) cada.

Se dois gametas cada um carregando um A se fundem, o indivíduo resultante será um homozigoto AA, de coloração gray. Ao mesmo tempo, se um óvulo a é fecundado por um espermatozóide a, um peixe homozigoto albino (aa) será produzido. No caso de dois gametas, um carregando A, e outro carregando a teremos um indivíduo gray heterozigoto Aa. Um indivíduo homozigoto só produz um tipo de gameta. Um indivíduo heterozigoto produz dois tipos de gameta.

O que podemos tirar de prático deste monte de baboseira? Vamos supor que você ganhou um macho albino, bonitão, mas só o macho. Como conseguir a sua linhagem de albinos? Primeiramente você deve cruzá-lo com uma fêmea gray de uma linhagem compatível (ex: red albino com gray red). A F₁ será gray red. Você agora pode agir de duas formas:

A - Cruze a F₁ entre si e obtenha aproximadamente 25% de filhotes albinos (geralmente este número é menor porque os albinos são menos resistentes). Cruze os albinos obtidos entre si.

B - Se o seu macho albino ainda der no couro, cruze-o com uma ou duas fêmeas da F₁, você terá então 50% de albinos.

Como exercício faça a Punett square do cruzamento b. Esta é a forma mais rápida de obter albinos, sem um par de albinos. Este procedimento é conhecido como retrocruzamento, e é muito utilizado em melhoramento genético.

O albinismo é causado por um problema na produção de melanina, resultando em uma aparência pálida e olhos vermelhos. Como já vimos o albinismo é uma característica autossômica recessiva, e determina a coloração do corpo nos guppies. Outros genes também determinam a coloração de corpo, porém não são alelos do gene do albinismo, isto é, não ocupam a mesma posição em cromossomos homólogos. Isto é uma coisa que confunde os hobistas. Por exemplo, se cruzarmos um albino red com um lutino (uma mutação muito parecida com o albinismo, também conhecida como “grape eye”), todos os filhotes serão gray red. Por que isso? Porque são dois genes diferentes ocupando lócus diferentes, cada qual possuindo um alelo dominante selvagem. Complicou? Vamos lá. Suponha que cruzamos um macho albino com uma fêmea lutino (lembre-se que em se tratando de genes autossômicos a ordem do cruzamento não importa.). O genótipo do macho será aa, certo? Já a fêmea lutino terá o genótipo ll, pois se trata também de uma característica recessiva (recessivos em minúsculas, dominantes em maiúsculas). Só que a coisa não está completa. O macho, além de ser albino, possui o alelo selvagem para lutino, portanto seu genótipo será aaLL. A fêmea possui a característica lutino, mas possui o alelo selvagem para albinismo. Portanto ela será AAll. Como vocês estão craques na 1^a lei de Mendel, sabem que a F₁ será heterozigota e uniforme. Então todos terão cor de corpo gray (selvagem) e genótipo AaLl.

Outro gene que determina característica de cor de corpo é denominado ouro (blond, para os americanos e gold para os japoneses). Nesta mutação existe uma redução do tamanho dos melanóforos, que são as células que contém o pigmento melanina. O corpo também é pálido, porém os olhos não são vermelhos. Se cruzarmos um gold red com um red albino, teremos como no cruzamento com lutino, filhotes grey red. Vamos adotar o padrão IFGA e denominar o genótipo do guppy ouro de bb.

Em alguns peixes, enquanto a melanina está presente, os pigmentos vermelho e amarelo não são produzidos. Isto dá ao peixe uma coloração azulada, sendo esta característica denominada blue. O genótipo do blue é rr.

Outro gene de cor que segue o mesmo padrão é o bronze (também chamado de tiger pelos japoneses e gold pelos americanos). Nesta mutação existe uma redução no número de melanóforos. Além disso, as bordas das escamas são escuras. O genótipo do bronze é gg.

Como as coisas estão muito fáceis, vou complicar um pouquinho. Vamos revisar as mutações que já vimos, acrescentando seu alelo selvagem. Como são todas características recessivas, serão escritas em minúsculas, com seus alelos selvagens em maiúsculas.

Albino – aaRRGGBBLL

Blue – AArrGGBBLL

Bronze – AARRggBBLL

Gold – AARRGGbbLL

lutino – AARRGGBBll

Estas fórmulas que acabamos de ver se referem a alguns genes que determinam a cor de corpo. Quando estamos cruzando linhagens puras, fica fácil prever o genótipo dos peixes envolvidos e dos que resultarão do cruzamento desejado. Vocês já viram que a coisa é um pouco complicada quando trabalhamos com apenas um par de alelos. Vejamos o que acontece quando usamos dois pares de alelos. Para simplificar a coisa iremos usar apenas os alelos envolvidos.

2^a lei de Mendel –( Diibridismo)

Os genes para dois ou mais caracteres são transmitidos aos gametas de forma totalmente independente , um em relação ao outro. A segunda lei também é conhecida como lei da segregação independente .

No nosso estudo vamos cruzar um macho com cor de corpo blue e fêmea gold (ouro). O genótipo do macho é rrBB enquanto que o da fêmea é RRbb. A nossa intenção é conseguir um peixe rrbb, com uma coloração de corpo conhecida como white. Vamos utilizar a Punett square:

♀ ♂	rB
Rb	RrBb

Note que o único tipo de gametas produzido pelo macho é rB e que o único tipo produzido pela fêmea será Rb. Portanto, seguindo a primeira parte da 1^a lei de Mendel, os filhotes só terão um tipo de genótipo, RrBb. E seguindo a mesma lei terão o mesmo fenótipo, todos terão coloração grey.

Façamos então o cruzamento entre a F₁. Veremos que os filhotes produzirão quatro tipos de gametas: RB, Rb, rB, rb. Vejamos na Punett square:

♀ ♂	RB	Rb	rB	rb
RB	RRBB	RRBb	RrBB	RrBb
Rb	RRBb	RRbb	RrBb	Rrbb
rB	RrBB	RrBb	rrBB	rrBb
rb	RrBb	Rrbb	rrBb	rrbb

Veja que genotipicamente temos 16 possibilidades, porém fenotipicamente temos 4 possibilidades. Para calcular as probabilidades é simples: como obtivemos 9 fenótipos gray teremos 9/16 x 100 = 56,25%; 3 fenótipos blue 3/16 x 100 = 18,75%; o mesmo para gold 18,75% e 1 fenótipo white 1/16 x 100 = 6,25%. Portanto, se obtivermos uma ninhada com 100 peixinhos F₂ somente 6 serão White. E estamos trabalhando com apenas dois alelos. Pense nisso.

Neste exemplo vimos duas mutações diferentes (ou seja dois caracteres) segregando independentemente. Isto é o que Mendel chama de diibridismo e só é possível quando os genes que determinam estes caracteres estão presentes em cromossomos diferentes. Quando os genes para duas ou mais características estão presentes no mesmo cromossomo dizemos que são genes ligados (fenômeno conhecido como “linkage”). Quando isto acontece os genes ditos “ligados”, segregam juntos. Eles só se separam se ocorrer um outro fenômeno denominado “crossing over”, que veremos mais tarde.

Triibridismo –

Vamos um pouco mais adiante. Agora nós queremos obter um peixe albino super white (aarrbb). Para isso vamos partir de um macho white (rrbb), recém obtido e uma fêmea albina (aa). Vamos agora acrescentar os alelos selvagens. O macho white agora é AArrbb, e a fêmea albina aaRRBB. Certo? Quantos tipos de gametas os nossos peixes irão produzir?

Bom, o macho white irá produzir apenas Arb, certo? Lembre-se que se trata de um peixe homozigoto. Já a fêmea produzirá apenas aRB. É a mesma coisa. Vamos para a Punett square:

♀ ♂	Arb
aRB	AaRrBb

Como já visto outras vezes a F₁ será homogênea e heterozigota. Como os três genes que queremos são recessivos, o fenótipo será selvagem ou gray. Vamos então cruzar a F₁ entre si para obtermos o nosso peixe alvo. Os gametas produzidos serão de oito tipos: ARB, ARb, ArB, Arb, aRB, aRb, arB e arb.

Vamos então para a Punett square:

♀♂	ARB	ARb	ArB	Arb	aRB	aRb	arB	arb
ARB	AARRBB	AARRBb	AARrBB	AARrBb	AaRRBB	AaRRBb	AaRrBB	AaRrBb
ARb	AARRBb	AARRbb	AARrBb	AARrbb	AaRRBb	AaRRbb	AaRrBb	AaRrbb
ArB	AARrBB	AARrBb	AArrBB	AArrBb	AaRrBB	AaRrBb	AarrBB	AarrBb
Arb	AARrBb	AARrbb	AArrBb	AArrbb	AaRrBb	AaRrbb	AarrBb	Aarrbb
aRB	AaRRBB	AaRRBb	AaRrBB	AaRrBb	aaRRBB	aaRRBb	aaRrBB	aaRrBb
aRb	AaRRBb	AaRRbb	AaRrBb	AaRrbb	aaRRBb	aaRRbb	aaRrBb	aaRrbb
arB	AaRrBB	AaRrBb	AarrBB	AarrBb	aaRrBB	aaRrBb	aaRRbb	aarrBb
arb	AaRrBb	AaRrbb	AarrBb	Aarrbb	aaRrBb	aaRrbb	aarrBb	aarrbb

O que a gente pode tirar desta sopa de letrinhas? Vamos partir do mais fácil. Você pode perceber que das 64 combinações possíveis o nosso genótipo alvo (aarrbb) só aparece uma vez. Isto quer dizer 1/64 ou 1.56%. Isto significa que teríamos que ter 1000 filhotes para obtermos mais ou menos 15 peixes com a característica desejada.

Você deve ter notado que além do albino super white nós também obtivemos 42,2% de fenótipo selvagem (27/64). Para obtermos um fenótipo selvagem basta termos no genótipo pelo menos um A um R e um B. Por exemplo: AARRBB, AaRRBB, AaRrBB etc...Também obtivemos 14,1% de albinos (9/64). Para termos um fenótipo albino basta termos no genótipo o gene albino em duplicata e nenhum outro gene recessivo em duplicata. Temos então: aaRRBB, aaRrBB, aaRRBb e aaRrBb. Obtivemos também 14,1% de blue (9/64). Os genótipos para blue são AArrBB, AArrBb, AarrBB e AarrBb. Seguindo a mesma lógica obtivemos 14,1% de fenótipo gold (9/64). Os genótipos para gold são AARRbb, AARrbb, AaRRbb e AaRrbb. Temos também o fenótipo white que retorna na F₂. Ele aparece em 4,7% dos filhotes (3/64). Os genótipos são Aarrgg e Aarrgg. Além destes genótipos já esperados obtivemos outros fenótipos. Quando temos os genes albino e gold em duplicata, temos o fenótipo albino gold. Neste caso o genótipo è : aaRRbb. Apenas 1,56% dos filhotes obtidos (1/64) carregavam este fenótipo. Outro fenótipo também presente é o albino gold-bodied sky blue . Ele é semelhante ao albino super white, mas se diferencia deste pela presença de um gene gold selvagem (aarrBb) e coloração mais dourada. Ele aparece em 3,1% dos filhotes (2/64). E finalmente o fenótipo albino blue que aparece em 4,7% dos filhotes (3/64) com os genótipos: aaRRbb e aaRrbb. Pra complicar um pouco mais, alguns destes fenótipos são quase indistinguíveis entre si. Só teríamos certeza de determinado fenótipo/genótipo fazendo cruzamentos-teste, o que veremos mais tarde.

Meio confuso? Um pouco. Se a gente sabendo o genótipo complica, imagina quando a gente não sabe de onde veio?

O que é mais marcante nas características mendelianas é que além de segregarem independentemente, existe uma dominância entre os alelos. Mas, Mendel também observou algumas características que não se comportavam desta forma, o que ele chamou de “ausência de dominância” ou “dominância incompleta”. Nas características ditas mendelianas o fenótipo da F₁ acompanha o fenótipo dominante (ex: albino x gray = F₁ gray). Na ausência de dominância a F₁ terá um fenótipo intermediário ou um novo fenótipo. A gente que trabalha principalmente com padrão IFGA ás vezes se assusta com as raças japonesas. Quando a gente espera uma coisa, geralmente vem outra. Vamos dar um exemplo: Quando temos algumas raças japonesas como grass ou galaxy medusa, o sistema de cor de corpo não funciona como o que vimos acima. No caso do grass os genes envolvidos são R₂ e r₂. Neste caso ao invés de dois fenótipos, teremos três fenótipos. O genótipo R₂R₂ determina uma coloração vermelha ao corpo do peixe. O genótipo R₂r₂ determina uma coloração azul (diferente do blue que já estudamos). Já o genótipo r₂r₂ determina uma coloração que os alemães chamam de “blau”, uma espécie de cinza azulado. Portanto na ausência de dominância o fenótipo heterozigoto é distinto dos parentais. Vamos ver como funciona este sistema em cruzamentos.

Partiremos de um macho grass azul e uma fêmea grass vermelha. O genótipo do macho será R₂r₂ e o da fêmea R₂R₂. Os gametas masculinos serão R₂ e r₂, enquanto que a fêmea produzirá somente gametas R₂. Vejamos na Punett square:

♀ ♂	R2	r2
R2	R2R2	R2r2

Como resultado temos que metade dos filhotes será grass vermelho e a outra metade grass azul. Diferente da herança mendeliana clássica em que a F₁ é homogênea. Vamos explorar mais este sistema. Se agora cruzarmos um macho grass azul com uma fêmea grass azul o que teremos? Bem, os genótipos do macho e da fêmea são idênticos (R₂r₂). Portanto a formação de gametas será a mesma, ou seja, gametas R₂ e gametas r₂. Vejamos na Punett square:

♀ ♂	R2	r2
R2	R2R2	Rr
R2	R2r2	R2r2

Que coisa interessante! Cruzamos dois peixes azuis e obtivemos 25% de peixes vermelhos 50% de peixes azuis e 25% de blau (é assim que eu vou chamá-lo). Esses japoneses, né!

Vamos continuar roendo esse osso cruzando um macho blau com uma fêmea vermelha. O genótipo do macho será r₂r₂, portanto ele só produzirá gametas r₂. Já o genótipo da fêmea será R₂R₂, portanto ela só produzirá gametas R₂. Bom, esta será a Punett square mais fácil de todas:

♀ ♂	r2
R2	R2r2

Viram só que interessante? Nós cruzamos um peixe vermelho com um blau e todos os filhotes nasceram azuis. Se a gente não entendesse um pouquinho de genética iríamos ficar assustados, não é?

Existem muitos outros genes autossômico interessante em guppy, mas iremos dar apenas mais um exemplo antes de partirmos para outros tipos de herança.

Vocês devem conhecer uma variedade muito interessante conhecida como Long Fin. Na verdade o que chamamos de Long fin pode ser dividido em dois tipos distintos: Swallow e Ribbon. O tipo Swallow possui todas as suas nadadeiras extendidas irregularmente, enquanto que o tipo Ribbon tem apenas um tipo de nadadeira alongada, geralmente a anal. O tipo swallow será abordado mais tarde.

O gene Ribbon é um gene mutante autossômico dominante (vocês achavam que só existia gene mutante recessivo?) e se encaixa perfeitamente na genética mendeliana. Vamos fazer este cruzamento para fecharmos este tópico?

O macho Ribbon não consegue fertilizar as fêmeas, pois possui o gonopódio muito alongado. Portanto teremos que cruzar uma fêmea Ribbon com um macho selvagem. O genótipo do macho será riri, portanto ele produzirá apenas gametas ri. No caso da fêmea, ela será necessariamente heterozigota, pois para a manutenção da raça os machos são sempre selvagens. Temos então para fêmea o genótipo Riri, com gametas Ri e ri. Vejamos na punit square:

♀ ♂	ri
Ri	Riri
ri	riri

Temos como resultado que 50% dos filhotes serão Ribbon e 50% serão selvagens. Portanto, para manter a raça é só cruzar a fêmea Ribbon com um macho selvagem.

Herança Ligada ao sexo –

Nós acabamos de ter uma noção do que é genética mendeliana. Porém existem outros tipos de herança genética que não foram contemplados por Mendel. Além da ausência de dominância, vocês já devem ter presenciado alguns cruzamentos (de diferentes raças puras) em que a F₁ não é homogênia, como esperado na genética mendeliana.

Vamos dar um exemplo: Se cruzarmos um macho gray red com uma fêmea hb-gray red (antigamente conhecida como arlequim) todos os filhotes serão hb-gray red. Pode parecer que a característica hb (half black para os americanos, tuxedo para os japoneses), é autossômica dominante. Porém, se cruzarmos um macho hb-gray red com uma fêmea gray red, somente as fêmeas serão como o pai. Por que isso?

Os guppies, assim como nós, possuem 23 pares de cromossomos. Destes, 22 são chamados autossômicos, e um par é constituído de cromossomos sexuais. No nosso caso e dos guppies o sistema é XY. As fêmeas carregam dois cromossomos X, enquanto que os machos carregam um cromossomo X e um Y. No momento da formação dos gametas as fêmeas só produzem óvulos contendo, além dos 22 cromossomos autossômicos, o cromossomo X. Já os machos produzem dois tipos de gametas, os contendo X e os contendo Y. No momento da fecundação, quando um óvulo se funde com um espermatozóide X, o futuro indivíduo será do sexo feminino (XX). Já, se for fecundado por um espermatozóide Y, dará origem a um indivíduo do sexo masculino (XY). O sexo é determinado no momento da fertilização.

Voltemos ao exemplo do hb-gray red. Vamos chamá-lo de tuxedo para facilitar a nomenclatura. No nosso cruzamento-teste, quando cruzamos a fêmea tuxedo todos os filhotes foram tuxedo. Ao mesmo tempo quando cruzamos o macho tuxedo, somente as fêmeas foram tuxedo. Como o macho produz dois tipos de gametas, é ele quem define o sexo dos filhotes. Se um filhote recebe o X do pai, ele será uma fêmea. Se receber um Y, será um macho. Portanto um macho (apesar de possuir os dois genes, X e Y), só pode passar para suas filhas o cromossomo X (e todos os genes nele contidos). E, da mesma forma, só pode passar para seus filhos o cromossomo Y. Já a fêmea possui dois cromossomos X em suas células. Um destes, ela recebeu do pai, o outro da mãe. O importante disso tudo é entender que o cromossomo X presente nos machos (e todos os seus genes) veio da mãe. Assim como o cromossomo Y presente no macho só pode ter vindo do pai. Já o cromossomo X nas fêmeas, pode ter vindo do pai ou da mãe.

Voltemos ao nosso exemplo. Do alto de todos os nossos conhecimentos e pelo que foi relatado, o gene tuxedo (desta linhagem em particular), não pode ser autossômico. Se fosse autossômico dominante, todos os filhotes seriam tuxedo (não importando a ordem do cruzamento). Se, fosse autossômico recessivo, todos os filhotes seriam grey (também não importando a ordem dos cruzamentos). Não poderia estar no cromossomo Y, pois, nesse caso todos os machos seriam tuxedo, quando o pai fosse tuxedo. Portanto resta-nos o cromossomo X. Voltando às hipóteses, o gene tuxedo não poderia ser recessivo ligado ao X, porque neste caso, todas as fêmeas seriam grey. Isto aconteceria porque elas teriam apenas um gene tuxedo e este sendo recessivo seria mascarado pelo seu alelo dominante, presente no outro X (não importando de quem veio o gene tuxedo). Neste mesmo caso somente os machos apresentariam o caráter tuxedo, quando a mãe fosse tuxedo. Já que o macho só tem um cromossomo X, mesmo que o gene seja recessivo, o seu alelo dominante não está presente para mascarar seu efeito.

Portanto o gene tuxedo (para essa linhagem particular) é dominante ligado ao X. Vejamos na Punett square:

♀tuxedo x ♂ gray

♀ ♂	X	Y
XT	XXT	XTY

♀gray x ♂tuxedo

♀ ♂	XT	Y
X	XXT	XY

Note que as fêmeas só produzem um tipo de gametas (porque são de linhagens puras). A punit square, ou seja, os genótipos, confirmam os fenótipos que foram encontrados.

No exemplo acima, nós dizemos que o gene tuxedo estava presente no cromossomo X para aquela linhagem em particular. Dizemos isto porque o gene tuxedo pode estar presente no cromossomo X, no cromossomo Y ou em ambos. Vamos dar o exemplo de um cruzamento experimental que fizemos alguns anos atrás. Nós cruzamos um macho de hb pastel platinum com fêmeas green (não usarei a denominação gray pois ambos são gray).

Todos os filhotes nasceram com o fenótipo tuxedo (hb). Cruzamos então um macho resultante deste cruzamento novamente com uma Fêmea green. Desta vez somente os machos possuíam o fenótipo tuxedo. Vejamos na Punett square:

1º Cruzamento

♀green x ♂ hb-platinum

♀ ♂	XT	YT
X	XXT	XYT

2º Cruzamento

♀green x ♂ hb-platinum

♀ ♂	X	YT
X	XX	XYT

Podemos concluir que esta linhagem de hb pastel platinum possui o gene tuxedo tanto no cromossomo X quanto no Y. E a forma mais precisa de se determinar isto é fazendo cruzamentos teste. Por isso a importância de termos linhagens puras de raças básicas, pois reduzimos assim o número de variáveis envolvidas.

Já que falamos de uma raça envolvendo o gene platinum, vamos ver como ele é herdado.

O gene platinum é um gene ligado ao cromossomo Y, portanto é um gene que passa de pai para filho. Apenas os machos desta linhagem carregarão esta característica e a passarão adiante. Vamos juntar as duas características usando o exemplo acima. Neste exemplo, o mesmo cromossomo Y que carrega o gene tuxedo, também carrega o gene platinum. Isto é um exemplo de genes ligados (linkage). Vejamos na Punett square:

1º Cruzamento

♀green x ♂ hb-platinum

♀ ♂	XT	YTP
X	XXT	XYTP

2º Cruzamento

♀green x ♂ hb-platinum

♂ ♀	X	YTP
X	XX	XYTP

Se invertermos o cruzamento utilizando um macho green e uma fêmea hb platinum, todos os filhotes serão hb, porém nenhum deles será platinum.

Outra característica muito apreciada no mundo do guppy é o padrão snakeskin (os japoneses chamam de cobra). Este padrão também é ligado ao Y, porém possui uma particularidade. Esta característica é determinada não por um, mas por dois genes. O grupo de Cingapura que descreveu o fenômeno os chamou de sst (snakeskin tail - cauda) e ssb (snakeskin body – corpo). Estes genes estão presentes no cromossomo Y e são transmitidos juntos (outro exemplo de linkage).

Para a gente dar mais alguns passos adiante, vamos fazer um cruzamento relativamente simples que nos esclarecerá vários mecanismos de herança.

Uma raça muito apreciada no passado e ainda apreciada por alguns hobistas é o red snakeskin. Para obtermos uma raça estável de red snakeskin é só cruzarmos snakeskin com vermelho, certo? Então vamos. Como nós sabemos que o padrão snakeskin é ligado ao Y, cruzaremos um macho snakeskin com fêmeas gray red. Como resultado, todos os machos serão red snakeskin e as fêmeas gray red. É o esperado. Vejamos na punit square:

♀Gray red x ♂ Snakeskin

♀ ♂	X	Yssbsst
XRt	XRtX	XRtYssbsst

O gene para cauda vermelha (Rt, red tail), como a maioria dos genes para cor de cauda (vermelho, verde, azul, preto), é ligado ao cromossomo X. Portanto, na maioria dos casos, os filhotes terão a cor da cauda da mãe. Somente com este cruzamento não conseguiremos uma raça estável de red snakeskin, pois vocês devem ter notado que, as fêmeas carregam um cromossomo X sem o gene Rt. Desta forma, a maneira mais fácil de manter a raça é cruzarmos um macho da F₁ novamente com uma fêmea gray red. Teremos:

♀Gray red x ♂ Snakeskin (F₁)

♀ ♂	XRt	YSsbSst
XRt	XRtXRt	XRtYSsbSst

Crossing over –

No primeiro cruzamento (♂ snakeskin x ♀gray red), se produzirmos uma grande quantidade de filhotes, poderemos observar o surgimento de alguns indivíduos diferentes do padrão normal. Poderão surgir machos com o corpo liso e cauda snakeskin (como um fantasia), ou machos com o corpo snakeskin e cauda lisa (solid snakeskin). Neste caso, aconteceu um fenômeno chamado crossing-over. No momento da meiose (processo em que há a redução do número de cromossomos) durante a formação dos gametas, ocorre o pareamento dos cromossomos. Neste momento pode ocorrer uma troca de genes entre os cromossomos. No caso dos cromossomos sexuais, o pareamento e a troca de genes ocorre entre o X e o Y. A freqüência de crossing é maior quanto maior a distância entre os genes, e vice-versa. No caso do ssb e sst, por serem genes muito próximos, a freqüência de crossing é muito pequena, em torno de 0,3%. Se obtivéssemos um macho com genótipo X_RtY_Ssb, este seria um solid red snakeskin. Para mantermos esta raça, bastaria cruza-lo com uma fêmea Gray red.

Outra característica ligada ao Y, que é muito aprecia hoje em dia é o metal. O gene metal é encontrado nas raças metal Lace e metal cobra, e se caracteriza por um brilho metálico na cabeça do peixe. Este gene está associado aos genes para snakeskin (Y_SsbSstM), mas se houver um crossing, ele poderá aparecer sozinho (Y_SstM), estendendo o brilho metálico por todo corpo.

No caso do metal lace, além dos genes snakeskin e metal, há também a presença do gene lace. Quando presente este gene altera o padrão snakeskin para um reticulado mais fino, semelhante a uma renda. O gene lace é ligado ao X e quando é encontrado junto com os genes snakeskin, temos o padrão lace snakeskin, ou lace cobra.

Epistasia –

Na epistasia, um gene dominante de um determinado par impede a manifestação fenotípica do dominante de outro par. Na característica swallow, nós encontramos este tipo de comportamento.

Como já visto, o swallow é um tipo de long fin em que todas as nadadeiras do peixe se encontram alongadas. Esta característica é determinada por dois pares de genes, o gene K (do grego Kalimma – véu) e o gene S (de supressor). O gene K é dominante, porém só se manifestará se o gene S estiver na sua versão mutante recessiva (s) e em homozigose (KKss ou Kkss). Nesta raça os machos, apesar de produzirem espermatozóides normalmente, são incapazes de fertilizar as fêmeas devido ao alongamento do gonopódio. Portanto, como na variedade ribbon, para se manter a raça é necessário cruzar uma fêmea swallow com um macho de fenótipo selvagem. Porém, a coisa é um pouco mais complicada do que no caso do ribbon. Vamos partir de uma fêmea swallow heterozigota (lembre-se que para manter a raça é necessário o cruzamento com machos com genótipo selvagem). Seu genótipo será Kkss. Cruzaremos esta fêmea com um macho de fenótipo selvagem kkSS, não proveniente de cruzamento com swallow. Vejamos na Punett square:

♀Kkss x ♂ kkSS

♀ ♂	kS
Ks	KkSs
ks	kkSs

Podemos notar que todos os filhotes terão fenótipo selvagem. Note ainda que podemos ter dois tipos de genótipo. Se cruzarmos a F₁ entre si não saberemos qual os genótipos estão envolvidos (pois se trata de um único fenótipo). O mais correto seria um retrocruzamento. Escolheremos então um macho da F₁ para cruzarmos com a fêmea parental.

Vamos testar as duas hipóteses:

♀Kkss x ♂ KkSs

♀ ♂	KS	Ks	kS	ks
Ks	KKSs	KKss	KkSs	Kkss
ks	KkSs	Kkss	kkSs	kkss

♀Kkss x ♂ kkSs

♀ ♂	kS	ks
Ks	KkSs	Kkss
ks	kkSs	kkss

Podemos notar que no primeiro Cruzamento 37,5% dos filhotes (3/8) serão swallow. Já no segundo cruzamento 25% dos filhotes (1/4) serão swallow. Você também já deve ter notado que existem várias possibilidades para que o peixe apresente a característica swallow. Faça como exercício o cruzamento dos dois tipos de fêmeas swallow (Kkss e KKss) com cada tipo de macho selvagem. Você verá que existem dois tipos de cruzamento em que 100% dos filhotes serão swallow.

Portanto, a maneira indicada para se manter a linhagem swallow é o cruzamento de uma fêmea swallow com um macho selvagem, proveniente de linhagem swallow.

Conclusão –

Agora que já vimos boa parte dos conceitos básicos sobre genética aplicada à criação de guppies, vamos terminar com um cruzamento simples, que engloba uma característica autossômica e outra ligada ao sexo. É importante entendermos que se não sabemos o genótipo dos peixes com os quais estamos trabalhando, com cruzamentos teste, podemos pelo menos deduzir.

Suponhamos que você comprou em uma exposição um lindo macho hb gray red, mas só o macho. Então você pensou em fazer a sua própria linhagem de hb gold red, utilizando fêmeas gold red que você tem no plantel. Mas você não sabe se o hb (tuxedo) do macho está no X, no Y ou em ambos.

O importante nisso tudo é ter pelo menos uma raça pura e conhecida, no caso as suas fêmeas gold red. Lembrando dos nossos conhecimentos podemos inferir que o genótipo das fêmeas é bbXX. Note que agora nós usamos genes autossômicos e ligados ao sexo juntos. Portanto os gametas serão todos bX. O macho poderá ser de três tipos: BBX_TY_T; BBXY_T e BBX_TY.

1º caso – Macho BBX_TY_T

♀bbXX x ♂BBX_TY_T

♀ ♂	BXT	BYT
bX	BbXXT	BbXYT

Neste caso todos os filhotes do primeiro cruzamento serão hb gray red. A forma mais rápida de obtermos o nosso peixe alvo é cruzando um macho da F₁ novamente com fêmeas gold red. Neste caso somente os machos serão hb sendo metade hb gray red e metade hb gold red. Você criará uma raça de hb gold red em que apenas os machos serão hb (pois neste caso o hb está no Y). Faça a Punett square.

Você pode também cruzar fêmeas da F₁ com machos gold red.

♀BbXX_T x ♂bbXY

♀ ♂	bX	bY
BX	BbXX	BbXY
BXT	BbXXT	BbXTY
bX	bbXX	bbXY
bXT	bbXXT	bbXTY

Note que você terá quatro fenótipos diferentes: grey red (BbXX e BbXY), hb grey red (BbXX_T e BbX_TY), gold red (bbXX e bbXY) e hb gold red (bbXX_T e bbX_TY). Para manter o hb gold red é só cruzar macho e fêmea. Esta raça será diferente da anterior. Teremos machos e fêmeas hb. Pelo fato da fêmea carregar um X hb (tuxedo) e outro não, metade dos machos será hb, a outra metade será gold red. Você continuará cruzando fêmea hb gold red com macho hb gold red e esporadicamente “surgirão” machos gold red. Para acabar com isso escolha apenas fêmeas de ninhadas das quais não surgiram machos gold red, pois desta forma saberemos que o genótipo da mãe é ggX_TX_T.

Bom, já que aprendemos com o primeiro cruzamento, faça o segundo e o terceiro como exercício. Só assim que a gente aprende genética.

Não foram abordadas algumas raças muito apreciadas hoje em dia como moscow, grass glass, galaxy medusa etc... Como são raças que envolvem outras formas de herança e ou muitos alelos diferentes, deixaremos para abordá-las em outra oportunidade.

De qualquer forma estaremos disponíveis para qualquer esclarecimento sobre o que foi visto, ou alguma discussão sobre outros tópicos da genética de guppies.

Obrigado.

Hamilton De Martin