A deriva gênica do fator evolutivo altera a estrutura genética das populações. Usando exemplos, explicamos como isso funciona e o que significam os termos efeito fundador e efeito gargalo.
A deriva gênica é a mudança aleatória na frequência gênica de um alelo específico dentro de uma população. A deriva genética é particularmente importante em pequenas populações porque os alelos podem desaparecer de forma relativamente rápida do pool genético da população. Mas exatamente o oposto também é possível, ou seja, certos genes aparecem repentinamente com extrema frequência em uma população, por exemplo, após desastres naturais, quando apenas alguns indivíduos sobreviveram e muitos deles carregam um alelo anteriormente raro.
O que é deriva genética?
A deriva genética é a mudança aleatória na frequência de certas variantes genéticas ( alelos ) no pool genético de uma população. No pool genético, por assim dizer, todos os genes de uma população específica “nadam”. Esta poderia ser uma espécie de pássaro em uma ilha, por exemplo. Cada gene ocorre em variantes específicas – os alelos. Por exemplo, um gene que determina a cor da pena de um pássaro tem dois alelos: um alelo produz penas verdes , o outro alelo produz penas amarelas .
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Os respectivos alelos ocorrem no pool gênico com diferentes frequências. Isso é o que você chama de frequência alélica ou frequência alélica. Como resultado da deriva gênica, certos alelos no pool gênico são reduzidos ou aumentados.
É importante lembrar que eventos aleatórios como uma erupção vulcânica ou uma inundação são responsáveis pela deriva genética. A deriva genética tem um grande impacto, especialmente em pequenas populações , porque certos alelos podem “desaparecer” do pool mais rapidamente.
Quando se trata de deriva genética, os termos efeito gargalo e efeito fundador são frequentemente usados . Ambos os efeitos resultam na redução da variabilidade genética (diversidade) em uma população. Definição de Gendrift
A deriva genética (também: deriva de alelos / efeito de Sewall-Wright) é referida em genética de populações como a mudança na frequência de alelos dentro de um pool genético de uma população devido a eventos aleatórios.
efeito de gargalo
Uma variante importante da deriva gênica é o efeito gargalo . Aqui o tamanho de uma dada população diminui drasticamente. Uma população é geralmente entendida como um grupo de indivíduos de uma espécie que compartilham o mesmo habitat e podem se reproduzir entre si.
Desastres como epidemias, vulcanismo, inundações, seca prolongada ou frio são responsáveis pela redução repentina da população . Mas nós, humanos , também podemos contribuir, por exemplo, através da poluição do ar ou da água, para o facto de certas populações estarem a diminuir.
Por exemplo, da nossa população de aves com as três cores de penas diferentes – amarelo , verde e vermelho – principalmente pássaros vermelhos e verdes sobrevivem devido a uma erupção vulcânica. Os pássaros amarelos eram raros antes e quase “desapareceram” agora.
Devido ao efeito gargalo, apenas uma pequena parte da população original sobrevive, uma grande parte desaparece, por assim dizer. É claro que isso também afeta a frequência alélica no pool gênico: certos alelos são retidos e outros podem até desaparecer do pool gênico se o indivíduo morrer. Alelos raros naturalmente têm maior probabilidade de não serem mais incluídos no novo pool genético.
A deriva genética leva assim a um “esgotamento” da variabilidade genética . Você também chama isso de gargalo genético. Isso pode levar a certos problemas , como aumento da endogamia (reprodução entre animais intimamente relacionados) ou redução da resistência a doenças quando os alelos benéficos “desaparecem”. Especialmente no caso de espécies ameaçadas com baixas populações, o efeito gargalo pode levar à extinção dessas espécies.
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O efeito gargalo descreve a forte redução na variabilidade genética em conexão com a mudança aleatória nas frequências alélicas. O efeito gargalo é geralmente baseado em um evento, como um desastre natural no qual muitos indivíduos são mortos, isolamento geográfico súbito devido a placas tectônicas, mas também, por exemplo, indivíduos individuais sendo soprados para uma ilha despovoada. Em todos os casos, a seleção aleatória de indivíduos é crucial para o efeito gargalo, independentemente de sua adaptação aos fatores ambientais.
Modelo de efeito gargalo:
Você pode comparar o efeito gargalo com o modelo de uma garrafa com bolas de cores diferentes.
1 . Suponha que haja bolas azuis e amarelas na garrafa. Eles ocorrem aproximadamente na mesma proporção e representam dois alelos de uma população (= população original).
2. Viramos a garrafa e atiramos aleatoriamente algumas bolas. Como o gargalo da garrafa é muito estreito, apenas uma pequena parte das bolas passa. Isso representa um evento ambiental aleatório, como um tsunami que esgota severamente a população.
3. Agora temos muito poucas bolas amarelas , mas muitas bolas azuis . A frequência alélica da população sobrevivente se desvia da original (= deriva gênica).
4. Superada a catástrofe, a população volta a crescer. Suas frequências alélicas ( poucos alelos para amarelo , muitos alelos para azul ) são agora tipicamente refletidas na população sobrevivente.
efeito fundador
Temos uma situação semelhante com o efeito fundador. Aqui, no entanto, a população inicial não diminui drasticamente, mas alguns indivíduos em uma população colonizam um novo habitat. Então você começa uma nova população.
Exemplos:
- uma tempestade leva alguns pássaros de uma espécie para outra ilha (” Darwin finches “)
- As pessoas trazem certas espécies, por exemplo, de navio, para outro continente onde não eram nativas anteriormente (por exemplo, espécies de moscas-das-frutas da Europa para o Chile; guaxinins da América para a Alemanha)
- As correntes oceânicas garantem que os animais aquáticos alcancem novos habitats
Na “nova” população menor – a população fundadora – apenas uma fração dos alelos da população original está agora presente. O que eles são é decidido por acaso. As frequências alélicas entre a população inicial (P1) e a população fundadora (P2) diferem (= deriva gênica).
No efeito fundador, uma nova população é fundada por alguns indivíduos. Dentro desta nova população fundadora (P2), a frequência alélica (frequência alélica) difere em comparação com a agora isolada (não há mais fluxo gênico entre P1 e P2) da população inicial (P1). Isso resulta em variabilidade gênica significativamente menor, porque alguns alelos que aparecem em P1 não estão presentes em nenhum dos indivíduos P2. Portanto, o pool gênico de P2 consiste em uma composição alélica muito diferente de P1.
Uma condição necessária do efeito fundador é o isolamento da população inicial, por exemplo, através do isolamento geográfico (ver Especiação Alopátrica )
Devido ao isolamento, o fluxo gênico (= troca mútua de genes) entre as populações não é mais possível. Isso leva a uma menor diversidade genética porque, por exemplo, alguns alelos da população original não podem mais ser encontrados na nova população fundadora.
Vamos reiterar: O pré-requisito para o efeito fundador é o isolamento entre a população inicial e a população fundadora, por exemplo, por meio de separação espacial (“separação”). Novas espécies também podem surgir disso, que vocês chamam de especiação alopátrica.
Gendrift como fator de evolução
Por fatores evolutivos você quer dizer forças que podem mudar a estrutura genética de uma população.
A deriva genética é um fator aleatório e não direcionado que altera a frequência alélica de uma população. A seleção (“seleção”), por outro lado, é a seleção direcionada de certos indivíduos com base em sua adaptação ao ambiente.
resumo
- A deriva gênica é a mudança aleatória na frequência gênica de um ou mais alelos específicos dentro de uma população
- Eventos aleatórios como desastres naturais incentivam a deriva genética
- Quanto menor a população, maior a probabilidade de deriva gênica.
- O efeito fundador e o efeito gargalo são exemplos de deriva gênica