sábado, 25 de junho de 2016

Genética Populacional - Deriva Genética

A deriva genética pode ser entendida como a mudança aleatória na frequência alélica numa população (sendo esses em sua maioria genes neutros). Esse processo gera variabilidade nos fenótipos duma população e influência na dinâmica da mesma. É claro aqui que isso apenas não causa o processo evolutivo da população, é necessário haver seleção natural e sexual ao longo do tempo... Bom isso para grandes populações, mas, para pequenas hipotéticas onde há acasalamento ao acaso, essas aleatoriedades no tempo podem levar um grupo de indivíduos para uma ou outra direção filogenética. Opa ficou esquisito, vamos por partes então...
A população é mantida ao longo do tempo pela reprodução (e aqui só lidarei com o tipo sexuado para melhor compreensão), pois isso gera novos indivíduos e à medida que uns são retirados daquele grupo por predação, parasitismo, migração, etc., outros repõem seu lugar Quando a população é grande, e beira o infinito hipotético, a chance de dois indivíduos com genótipos semelhantes acasalarem é menor, dada a maior disponibilidade de parceiros. Em grupos pequenos isso não é tão visível e com frequência se fizermos a arvore genealógica desses indivíduos, identificaremos os mesmos ancestrais.

Na imagem abaixo é bem difícil saber quem é parente ou não (até a diferença entre sexos é complicada). 
Fonte: Guia do estudante.

Se você mora em uma cidade pequena e se teus pais já viviam ali, as chances de se encontrar primos, por exemplo, é muito maior do que numa cidade grande (simplesmente porque o espaço é maior). Vocês têm os mesmos avós cuja reprodução deu origem a cópias de seus genes em seus pais e que cuja reprodução, originou uma cópia de um gene daquele genoma, ao acaso, que veio de um de seus avós e dessa maneira, esse gene se manteve na população ao longo de mais de uma geração. O nome desse tempo (suficiente para se rastrear a origem de uma “linhagem” de genes) é tempo de coalescência. Esse período muda de gene para gene do mesmo genoma, ao acaso. Para genes nucleares o tempo médio é de 4N e para genes mitocôndrias é N, sendo N o número de gerações, isto é, depois de 4N todos os indivíduos terão cópias igual de um mesmo gene, salvo houver mutação ou fluxo gênico.
Abaixo temos um exemplo desses genótipos, baseando-se em uma população de 12 indivíduos com a proporção genotípica em acordo com a Lei de Hardy-Weinberg (1 AA: 2 Aa: 1 aa).


Os gametas formados ao longo das gerações podem ser M e m, mas, quando ocorrem relacionamentos ao acaso, podem-se ter mais gametas M ou m, facilitando o surgimento de homozigotos MM ou mm, ou heterozigotos. Pode acontecer de haver no momento mais indivíduos homozigotos para um par de alelos e se isso prosseguir ao longo do tempo, a quantidade de alelos dum tipo irá ser tão superior que extinguirá o outro tipo e o alelo que persistir passa a ser fixo. Esse processo de perca de variabilidade de alelos chama-se efeito gargalo

Um triste exemplo.

Outra partição da deriva genética é o evento fundador e que se refere a isso mesmo. A fundação de uma população através de colonização. Vamos imaginar um incêndio florestal e vários indivíduos com certas vantagens A_ numa população de aves migram para outra floresta, porém, os demais aa acabaram ficando presos em galhos e morreram queimados. A variabilidade dessa nova população será menor em relação a anterior e hipoteticamente falando (deixando de lado as seleções) é muito mais fácil de ocorrer à predominância de um alelo A se os futuros acasalamentos forem aleatórios, pelo simples fato de haver uma menor variabilidade de genótipos naquele momento.
No entanto, todas essas situações são hipotéticas porque uma reprodução não gera apenas 1 descendente com X possibilidade de ter um genótipo e mais um descendente (geralmente), assim como podem nascer vários e morrer alguns desses. Sewall Wright imaginou que para criar uma média do tamanho de uma população teria que comparar entre diversas gerações e criou a fórmula (Sério cara... Outra?!) do Tamanho Efetivo de População.


Onde:
Ne: tamanho médio na população.
t: número de gerações.
Nx: tamanho da população na geração.

Se eu encontro 20 indivíduos numa geração, 15 na outra e 17 numa última, poderia calcular:
Ne: 1/3(1/20+1/15+1/17)
Ne: 0,33(0,05+0,06+0,06)
Ne: 0,33(0,17)
Ne: 0,0561
Ne: 1/ 0,0561: 17,83 indivíduos.

Com esses princípios no meio natural podemos inferir que populações pequenas com grande variabilidade genotípica podem ter sido grandes no passado e declinaram por razão diferentes da deriva genética e que grandes populações com pouca variabilidade são o produto de um efeito gargalo ou de uma colonização, no estilo evento fundador. A partir disso meu amigo, dê asas para imaginação e viaje na história dessa população (pensando em relação ao habitat e relações interespecíficas). 

Apenas um exemplo de como esse conteúdo é importante no estudo da preservação.


Referências:
MOODY, P.A. 1975. Introdução à Evolução. Rio de Janeiro, Editora Universidade de Brasília /
Livros Técnicos e Científicos Editora.

RICKLEFS, R.E. 2010. A Economia da Natureza. 6ª ed. Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro.



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