Fundamentos da Genética de Populações e Evolução

Conceitos Fundamentais em Genética de Populações

Espécie

Organismos capazes de cruzar naturalmente entre si e produzir descendência fértil, mas que não se cruzam com membros de outras espécies em condições naturais. (Se o cruzamento interespécies ocorrer, os descendentes são geralmente inférteis).

População

Grupo de indivíduos da mesma espécie que se encontram no mesmo local e ao mesmo tempo, e que se cruzam entre si (população mendeliana).

Acervo Genético (ou Pool Génico)

Totalidade dos alelos de todos os genes presentes em todos os indivíduos de uma população num determinado momento.

Genética de Populações

Estudo da distribuição das frequências alélicas e genotípicas numa população e de como estas frequências mudam (ou se mantêm constantes) ao longo do tempo.

Evolução Biológica

Definição: Qualquer alteração nas frequências alélicas ou genotípicas de uma população ao longo das gerações. É um processo contínuo de transformação das espécies, resultando na diversidade da vida.

(Este processo explica a descendência dos organismos modernos a partir de formas de vida ancestrais).

A evolução é uma propriedade das populações, não dos indivíduos.

Equilíbrio de Hardy-Weinberg

População em Equilíbrio

População na qual as frequências dos alelos e as proporções dos genótipos permanecem constantes de geração em geração, na ausência de influências evolutivas.

É uma população hipotética que só existe se determinadas condições forem satisfeitas.

Condições para o Equilíbrio de Hardy-Weinberg

• Ausência de mutações.
• Ausência de fluxo génico (sem migração de indivíduos para dentro ou para fora da população).
• População de tamanho muito grande (teoricamente infinito, para evitar deriva genética).
• Acasalamento aleatório (panmixia), ou seja, todos os indivíduos têm igual probabilidade de acasalar com qualquer indivíduo do sexo oposto.
• Ausência de seleção natural (todos os genótipos têm igual capacidade de sobrevivência e reprodução).

Mecanismos da Evolução

Os cinco principais fatores que podem alterar as frequências alélicas e genotípicas numa população, causando evolução, são:

• Mutações: Alterações espontâneas e herdáveis no material genético (DNA). As mutações são a fonte primária de nova variação genética, introduzindo novos alelos nas populações. Ocorrem ao acaso, não em resposta a necessidades adaptativas, e o seu efeito (benéfico, neutro ou prejudicial) depende do ambiente.

• Fluxo Génico: Movimento de alelos entre populações devido à migração de indivíduos ou à dispersão de gâmetas. O fluxo génico tende a reduzir as diferenças genéticas entre populações e a aumentar a variabilidade genética dentro de uma população.

• Deriva Genética: Alterações aleatórias nas frequências alélicas de uma geração para a outra, particularmente significativas em populações pequenas. Não é um processo adaptativo.

  • Efeito de Gargalo (Bottleneck Effect): Ocorre quando o tamanho de uma população é drasticamente reduzido por um evento não seletivo (ex: desastre natural, epidemia). A população sobrevivente pode ter frequências alélicas diferentes da população original, e menor diversidade genética. Exemplo: o elefante-marinho-do-norte, caçado quase até à extinção no século XIX, exibe baixa variabilidade genética atualmente, apesar do aumento populacional.

  • Efeito Fundador: Ocorre quando uma nova população é estabelecida por um pequeno número de indivíduos (fundadores) provenientes de uma população maior. A nova população pode ter frequências alélicas e diversidade genética diferentes da população original, simplesmente por acaso. Exemplo: certas populações humanas isoladas, como os Menonitas do Condado de Lancaster (Pensilvânia), apresentam alta frequência de algumas doenças genéticas raras devido aos alelos presentes nos seus poucos fundadores.

• Acasalamento Não Aleatório: Ocorre quando a escolha de parceiros não é aleatória, mas baseada em certos fenótipos ou parentesco. Não altera diretamente as frequências alélicas, mas sim as frequências genotípicas. Exemplos incluem acasalamento preferencial (indivíduos escolhem parceiros com fenótipos semelhantes ou diferentes) e endogamia (acasalamento entre parentes), que aumenta a homozigotia.

• Seleção Natural: Processo pelo qual indivíduos com certas características herdáveis sobrevivem e reproduzem-se com maior sucesso do que outros indivíduos numa determinada condição ambiental. Leva à adaptação das populações ao seu ambiente, aumentando a frequência de alelos vantajosos ao longo do tempo.