Covariance structure in the skull of Catarrhini: a case of pattern stasis and magnitude evolution

The study of the genetic variance/covariance matrix (G-matrix) is a recent and fruitful approach in evolutionary biology, providing a window of investigating for the evolution of complex characters. Although G-matrix studies were originally conducted for microevolutionary timescales, they could be extrapolated to macroevolution as long as the G-matrix remains relatively constant, or proportional, along the period of interest. A promising approach to investigating the constancy of G-matrices is to compare their phenotypic counterparts (P-matrices) in a large group of related species; if significant similarity is found among several taxa, it is very likely that the underlying G-matrices are also equivalent. Here we study the similarity of covariance and correlation structure in a broad sample of Old World monkeys and apes (Catarrhini). We made phylogenetically structured comparisons of correlation and covariance matrices derived from 39 skull traits, ranging from between species to the superfamily level. We also compared the overall magnitude of integration between skull traits (r(2)) for all Catarrhim genera. Our results show that P-matrices were not strictly constant among catarrhines, but the amount of divergence observed among taxa was generally low. There was significant and positive correlation between the amount of divergence in correlation and covariance patterns among the 30 genera and their phylogenetic distances derived from a recently proposed phylogenetic hypothesis. Our data demonstrate that the P-matrices remained relatively similar along the evolutionary history of catarrhines, and comparisons with the G-matrix available for a New World monkey genus (Saguinus) suggests that the same holds for all anthropoids. The magnitude of integration, in contrast, varied considerably among genera, indicating that evolution of the magnitude, rather than the pattern of inter-trait correlations, might have played an important role in the diversification of the catarrhine skull. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The Evolution of Modularity in the Mammalian Skull II: Evolutionary Consequences

Changes in patterns and magnitudes of integration may influence the ability of a species to respond to selection. Consequently, modularity has often been linked to the concept of evolvability, but their relationship has rarely been tested empirically. One possible explanation is the lack of analytical tools to compare patterns and magnitudes of integration among diverse groups that explicitly relate these aspects to the quantitative genetics framework. We apply such framework here using the multivariate response to selection equation to simulate the evolutionary behavior of several mammalian orders in terms of their flexibility, evolvability and constraints in the skull. We interpreted these simulation results in light of the integration patterns and magnitudes of the same mammalian groups, described in a companion paper. We found that larger magnitudes of integration were associated with a blur of the modules in the skull and to larger portions of the total variation explained by size variation, which in turn can exert a strong evolutionary constraint, thus decreasing the evolutionary flexibility. Conversely, lower overall magnitudes of integration were associated with distinct modules in the skull, to smaller fraction of the total variation associated with size and, consequently, to weaker constraints and more evolutionary flexibility. Flexibility and constraints are, therefore, two sides of the same coin and we found them to be quite variable among mammals. Neither the overall magnitude of morphological integration, the modularity itself, nor its consequences in terms of constraints and flexibility, were associated with absolute size of the organisms, but were strongly associated with the proportion of the total variation in skull morphology captured by size. Therefore, the history of the mammalian skull is marked by a trade-off between modularity and evolvability. Our data provide evidence that, despite the stasis in integration patterns, the plasticity in the magnitude of integration in the skull had important consequences in terms of evolutionary flexibility of the mammalian lineages.

Correlações genéticas e fenotípicas em duas populações de milho (Zea mays L.) braquítico e suas implicações no melhoramento do teor de óleo no grão

Coeficientes de correlações genéticas e fenotípicas foram estimados entre os caracteres: altura da planta (AP); altura da espiga (AE); peso de espigas (PE) e teor de óleo (TO). As estimativas foram obtidas para duas populações braquíticas de milho (Piranão VD-2 e Piranão VF-1), baseado em espiga por fileira, utilizando-se testemunha intercalar, onde a cada duas progênies plantava-se uma fileira do híbrido simples AG 305-B. Os valores das correlações genéticas aditivas encontradas entre os caracteres altura da planta, altura da espiga e peso de espigas, foram todos positivos. Para o caráter teor de óleo, quando correlacionado com os demais caracteres, os valores das correlações obtidos foram negativos nas duas populações, exceção feita ao peso de espiga correlacionada com teor de óleo, na população Piranão VD-2, cujo valor foi positivo e próximo de zero. As respostas correlacionadas obtidas entre os caracteres, quando a seleção é praticada para o caráter teor de óleo e vice versa, independente do método de seleção empregado, mostram que a seleção para teor de óleo leva a modificação na estrutura da planta, para as duas populações.

MELHORAMENTO do TRIGO: XXXI. HERDABILIDADES E CORRELAÇÕES ENTRE TRÊS CARACTERÍSTICAS AGRONÔMICAS em POPULAÇÕES HÍBRIDAS

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Parâmetros Genéticos para a Produção de Leite, Gordura e Proteína em Bubalinos

The objective of this study was to estimate the genetic parameters affecting milk production (MP), fat (%F) and protein (%P) contents of buffalo milk. Restricted Maximum Likelihood (REML) using MTDFREML program under animal model analyzed a total of 1744 lactations records from 1268 cows. The means were: MP = 1259.47 +/- 523.09 kg, %F = 6.87 +/- 0.88% and %P = 3.91 +/- 0.61%. The estimates of repeatability and heritability coefficients were: MP = 0.38 and 0.24, %F = 0.28 and 0.21 and %P = 0.30 and 0.26, respectively. The estimated genetic and phenotypic correlations were MP x %F = -0.18 and -0.62, MP x %P = -0.23 and -0.59 and %F x %P = 0.50 and 0.77, respectively. According to these results it is possible to conclude that selection is a proper way to increase milk yield, fat and protein percentage. Although negative low values of genetic correlations among traits, it should be take into account that simultaneous selection based on these traits could not be so efficient.

Genetic parameters for body weight, carcass chemical composition and yield in a broiler-layer cross developed for QTL mapping

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Selection for higher body weight in Nelore cattle is effective in achieving an increase of longissimus muscle area without reducing subcutaneous fat thickness

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estimativa de parâmetros genéticos, fenotípicos e ambientes para as produções de leite no dia do controle e em 305 dias de lactação de vacas da raça Gir

Dados de 32.779 controles mensais, de 3.605 lactações em 305 dias (PL305), de 2.082 vacas Gir, filhas de 281 touros, com partos ocorridos de 1987 a 1999, em 11 rebanhos, foram usados com o objetivo de verificar a viabilidade de utilização da produção de leite no dia do controle (PLDC1 a PLDC10) em avaliações genéticas da raça Gir. Foram realizadas análises bivariadas entre as PLDC1 a PLDC10 e PL305, usando para estimar os componentes de (co)variâncias o método de máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal, incluindo as três primeiras lactações como medidas repetidas de uma mesma vaca, diferenciadas conforme o grupo contemporâneo de rebanho-ano-estação, de acordo com a idade da vaca ao parto e o intervalo parto-primeiro controle na PLDC1. As médias observadas e os respectivos desvios-padrão (kg) para PLDC1 a PLDC10 e PL305 foram: 11,97±4,64; 11,93±4,68; 10,98±4,40; 10,18±4,12; 9,66±3,88; 9,20±3,69; 8,63±3,51; 8,08±3,33; 7,59±3,27; 7,22±3,15 e 2.746,17±1.299,90. A duração de lactação foi de 273,72±48,95 dias. As estimativas de herdabilidade variaram nas PLDC de 0,24 a 0,14, sendo maior no primeiro controle e decrescendo até o décimo. A herdabilidade da PL305 foi de 0,19. As estimativas de correlações genéticas entre as PLDC e PL305 variaram de 0,85 a 1,00. As correlações genéticas entre PLDC1 a PLDC9 com PLDC6 a PLDC10 foram acima de 0,80, à exceção entre PLDC9 com PLDC1 e PLDC10 com PLDC1, PLDC2, PLDC3 e PLDC6, que foram inferiores. As correlações fenotípicas tiveram valores intermediários entre as correlações genéticas e as residuais (menores). Considerando a eficiência relativa de seleção, esta mostrou que se baseada nas PLDC2 a PLDC4 ocorrerá a mesma ou melhor resposta que se praticada na PL305.

Genetic parameters for milk, fat and protein yields in Murrah buffaloes (Bubalus bubalis Artiodactyla, Bovidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Correlações genéticas entre escores visuais e características de carcaça medidas por ultrassom em bovinos de corte

O objetivo deste trabalho foi estimar correlações genéticas e fenotípicas entre escores visuais e características de carcaça medidas por ultrassom, para verificar a eficácia desses escores na determinação da musculosidade e na avaliação da carcaça. As características de carcaça medidas por ultrassom foram área de olho de lombo (AOL) e espessura de gordura subcutânea (EG), mensuradas entre a região da 12ª e 13ª costelas, bem como a espessura de gordura subcutânea na garupa (EGP8). As características de estrutura (E), precocidade (P) e musculosidade (M) foram avaliadas por meio de escores visuais. Os componentes de covariância usados para estimar as correlações genéticas e fenotípicas foram obtidos pelo método da máxima verossimilhança restrita, em uma análise multicaracterística. As estimativas de correlações genéticas entre AOL e E, P e M foram 0,54, 0,58 e 0,61, respectivamente, e indicaram que, a longo prazo, a utilização da AOL como critério de seleção poderá produzir animais com maiores escores visuais para essas características. As correlações genéticas estimadas entre as espessuras de gordura (EG e EGP8) e os escores P e M apresentaram comportamento semelhante. Entretanto, as correlações genéticas entre as espessuras de gordura (EG e EGP8) e E foram próximas de zero. As correlações fenotípicas seguiram as mesmas tendências das respectivas correlações genéticas. Essas estimativas indicam que os escores visuais são determinados, em parte, pelos mesmos conjuntos de genes que influenciam a AOL.

Production and body composition traits of broilers in relation to breast weight evaluated by path analysis

O peso do peito possui grande importância econômica na indústria de frangos, podendo estar associado a outras variáveis passíveis de seleção. Estimaram-se correlações fenotípicas entre características de desempenho (peso vivo aos 7, 28 dias e ao abate e profundidade de músculo peitoral por ultra-sonografia), carcaça (peso eviscerado e de pernas) e composição corporal (peso do coração, do fígado e da gordura abdominal), em uma linhagem de frangos, e quantificou-se a influência direta e indireta destas variáveis sobre o peso do peito. Para tanto, utilizou-se a análise de trilha, desdobrando-se a matriz de correlações parciais em coeficientes que forneceram a influência direta de uma variável sobre a outra, independentemente das demais. A manutenção das variáveis peso vivo ao abate e peso eviscerado na matriz de correlações pode ser prejudicial à análise estatística que envolve os sistemas de equações normais, como a análise de trilha, devido à multicolinearidade observada. O peso vivo ao abate e a profundidade do músculo peitoral por ultra-sonografia apresentaram efeitos diretos importantes sobre o peso de peito e foram identificadas como as principais responsáveis pela magnitude dos coeficientes de correlação obtidos. Assim, uma pré-seleção individual para estas características pode favorecer um aumento no peso de peito nesta linhagem, se mantidas as condições ambientais de criação dos frangos, uma vez que o peso vivo ao abate e a profundidade de músculo peitoral por ultra-sonografia afetam fenotipicamente e diretamente o peso de peito.

Estimativas de (Co)variâncias entre características de reprodução e de crescimento em fêmeas de um rebanho Nelore

Informações de 7986 nascimentos de animais da raça Nelore, ocorridos entre 1960 e 1993, provenientes de um rebanho do Estado de São Paulo, foram usadas para estudar componentes de (co)variâncias, herdabilidades e correlações genéticas de peso ao desmame (P240), peso a um ano de idade (P365), idade ao primeiro parto (IPP), primeiro intervalo de partos (IEP1), eficiência reprodutiva (ER), anos de permanência da matriz no rebanho (LONG) e peso ao desmame do primeiro bezerro da matriz (P240B). As análises foram realizadas utilizando-se o software MTDFREML, estimando-se os componentes de (co)variâncias por máxima verossimilhança restrita, assumindo modelo animal. As estimativas de herdabilidade apresentaram resultados similares entre as diferentes análises, sendo mais altas (0,26 a 0,35) para P240, P365 e IPP e mais baixas (0,08 a 0,26) para IEP1, ER, LONG e P240B. de modo geral, as estimativas de correlação genética e fenotípica entre crescimento e reprodução foram baixas e entre as características de reprodução, mais altas e de sentido favorável. Algumas correlações entre o efeito genético materno das características de crescimento e o direto das características de reprodução foram de média magnitude e de sentido desfavorável, sugerindo antagonismo genético entre produção de leite e reprodução.

Residual feed intake and relationships with performance of Nellore cattle selected for post weaning weight

Objetivou-se com este trabalho avaliar desempenho, parâmetros de eficiência e correlações fenotípicas entre medidas de eficiência energética de animais Nelore selecionados para peso pós-desmame e classificados quanto ao consumo alimentar residual, calculado pela diferença entre o consumo observado e o predito, com base no peso vivo médio metabólico e no ganho médio diário. Assim, os animais foram classificados em três grupos: alto (> média + 0,5 desvio-padrão; menos eficientes); médio (± 0,5 desvio-padrão da média); e baixo (< média - 0,5 desvio padrão; mais eficientes) consumo alimentar residual. Não foram observadas diferenças nos pesos vivos inicial e final, no ganho médio diário e no consumo de matéria seca entre os grupos. Animais com baixo consumo alimentar residual mostraram-se também com melhor eficiência alimentar, conversão alimentar e eficiência parcial de crescimento e não apresentaram diferenças em relação aos outros grupos quanto à taxa de crescimento relativo e taxa Kleiber. O consumo alimentar residual apresentou correlação significativa com eficiência alimentar (_0,25), conversão alimentar (0,25), eficiência parcial de crescimento (_0,37) e consumo de MS (0,16) e não apresentou correlação significativa com peso vivo (0,04), ganho médio diário (_0,02), taxa de crescimento relativo (_0,03) e taxa de Kleiber (_0,05). Foram encontradas correlações significativas entre conversão alimentar e peso vivo inicial (0,34) e ganho médio diário (_0,46). Eficiência parcial de crescimento apresentou correlação significativa comtodos os outros parâmetros de eficiência analisados. O consumo alimentar residual, em comparação às demais medidas de eficiência energética, apresenta grande potencial na eficiência produtiva, sendo independente de crescimento e tamanho dos animais.

Genetic parameters for milk yield, age at first calving and interval between first and second calving in milk buffaloes

Genetic parameters for the relation between the traits of milk yield (MY), age at first calving (AFC) and interval between first and second calving (IBFSC) were estimated in milk buffaloes of the Murrah breed. In the study, data of 1578 buffaloes at first lactation, with calvings from 1974 to 2006 were analyzed. The MTDFREML system was used in the analyses with models for the MY, IBFSC traits which included the fixed effects of herd-year-season of calving, linear and quadratic terms of calving age as covariate and the random animal effects and error. The model for AFC consisted of the herd-year-season fixed effects of calving and the random effects of animal and error. Heritability estimates MY, AFC and IBFSC traits were 0.20, 0.07 and 0.14, respectively. Genetic and phenotypic correlations between the traits were: MY and AFC = -0.12 and -0.15, MY and IBFSC = 0.07 and 0.30, AFC and IBFSC = 0.35 and 0.37, respectively. Genetic correlation between MY and AFC traits showed desirable negative association, suggesting that the daughters of the bulls with high breeding value for MY could be physiological maturity to a precocious age. Genetic correlation between MY and IBFSC showed that the selection of the animals that increased milk yield is also those that tend to intervals of bigger calving.

Genetic parameters of milk, fat, and protein yields in the first three lactations, using an animal model and restricted maximum likelihood

Milk, fat, and protein yields of Holstein cows from the States of New York and California in the United States were used to estimate (co)variances among yields in the first three lactations, using an animal model and a derivative-free restricted maximum likelihood (REML) algorithm, and to verify if yields in different lactations are the same trait. The data were split in 20 samples, 10 from each state, with means of 5463 and 5543 cows per sample from California and New York. Mean heritability estimates for milk, fat, and protein yields for California data were, respectively, 0.34, 0.35, and 0.40 for first; 0.31, 0.33, and 0.39 for second; and 0.28, 0.31, and 0.37 for third lactations. For New York data, estimates were 0.35, 0.40, and 0.34 for first; 0.34, 0.44, and 0.38 for second; and 0.32, 0.43, and 0.38 for third lactations. Means of estimates of genetic correlations between first and second, first and third, and second and third lactations for California data were 0.86, 0.77, and 0.96 for milk; 0.89, 0.84, and 0.97 for fat; and 0.90, 0.84, and 0.97 for protein yields. Mean estimates for New York data were 0.87, 0.81, and 0.97 for milk; 0.91, 0.86, and 0.98 for fat; and 0.88, 0.82, and 0.98 for protein yields. Environmental correlations varied from 0.30 to 0.50 and were larger between second and third lactations. Phenotypic correlations were similar for both states and varied from 0.52 to 0.66 for milk, fat and protein yields. These estimates are consistent with previous estimates obtained with animal models. Yields in different lactations are not statistically the same trait but for selection programs such yields can be modelled as the same trait because of the high genetic correlations.