Bio Locus Bases genticas da evoluo BASES GENTICAS

Bio. Locus ØBases genéticas da evolução.

BASES GENÉTICAS DA EVOLUÇÃO. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

-As mutações produzem novos alelos. -A recombinação atua sobre os novos alelos combinando-os aos já existentes. - A seleção natural, por sua vez, favorece os portadores de determinadas características, que tendem a se reproduzir e deixar descendentes em maior escala do que outros. - Em consequência desses e de outros fatores evolutivos, a composição gênica das populações se altera ao longo do tempo. Enfocaremos a seguir, as mudanças causadas por diversos fatores evolutivos sobre a composição gênica de uma população. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

O conceito de população mendeliana. População é um conjunto de indivíduos que se reproduzem sexuadamente, compartilhando um patrimônio gênico comum. Essa definição foi proposta em 1950 por Theodosius Dobzhansky (1900 -1975) e caracteriza o que se convencionou chamar população mendeliana, por aludir ao aspecto genético. Em uma população mendeliana, com exceção dos gêmeos univitelinos, os indivíduos são diferentes um dos outros em uma serie de características. Cada indivíduo possui seu conjunto gênico particular, diferente do conjunto gênico de todos os demais membros da população. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Frequências gênicas nas populações. A base do estudo da genética de populações é o conceito de "pool gênico", conjunto total de genes presentes em todos os indivíduos de uma população. Tomemos como exemplo um certo locus gênico que pode ser ocupado alternativamente pelos alelos A e a. Em uma população de 100 000 pessoas, encontramos 49 000 homozigotos AA, 42 000 heterozigotos Aa e 9 000 homozigotos aa. Vamos chamar de pool gênico ao total de genes da população. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

49 000 homozigotos AA ===> 98 000 genes A 42 000 heterozigotos Aa ===> 42 000 genes A e 42 000 genes a 9 000 homozigotos aa ====> 18 000 genes a TOTAL ===> 140 000 genes A e 60 000 genes a Nessa população, há um total de 200 000 genes para esse locus. Desses, 140 000 são o alelo dominante A e 60 000 são o alelo recessivo a. Portanto, as frequências gênicas correspondem a: freqüência do alelo dominante A = f(A) = 140 000/200 000 = 0, 70 (ou 70%) freqüência do alelo recessivo a = f(a) = 60 000/200 000 = 0, 30 (ou 30%) Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Como não há outra forma alternativa de ocupação desse locus, a soma das frequências gênicas é igual a 1, 0 (ou 100%). f(A) + f(a) = 1, 0 (ou 100%) Habitualmente, a freqüência do alelo dominante, no caso a freqüência do gene A, é expressa por p, e a freqüência do alelo recessivo, por q. Portanto: f(A) + f(a) = p + q = 1, 0 (ou 100%) Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

No início do século XX, o alemão Weimberg e o britânico Hardy lançaram um postulado segundo o qual, caso uma população mendeliana não esteja sofrendo influência de nenhum fator evolutivo (mutações, seleção natural, migrações, etc. ), as frequências gênicas de todos os seus alelos deveria permanecer constante, ao longo das gerações. Esse postulado é conhecido como princípio de Hardy. Weimberg, ou princípio do equilíbrio gênico. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Fatores evolutivos e o equilíbrio gênico. Os principais fatores que afetam o equilíbrio gênico de uma população são: a mutação, a seleção, a migração, a deriva gênica e o princípio do fundador. Mutação e seleção natural. A mutação é o processo através do qual um alelo se transforma em outro, podendo alterar a frequência gênica de uma população. Ex. : Se a mutação de “A” para “a” for maior que a inversa, ocorrerá um aumento na frequência do alelo “a” e uma diminuição na frequência de “A” Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

A seleção natural: é o principal fator responsável pela alteração das frequências gênicas de uma população. Ao atuar na eliminação ou na preservação de determinados fenótipos, gerados pelos respectivos genótipos, a seleção altera a composição gênica das populações. Vejamos o seguinte exemplo: Consideremos os insetos claros como representantes do alelo “A” (50%) e os insetos verdes como representantes do alelo “a” (50%) – na primeira figura. Observe que o pássaro alimenta-se apenas dos insetos verdes, diminuindo sua frequência. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Na terceira figura, os insetos verdes (alelo “a”), representam apenas 12, 5% da população. Assim, a população inicial foi visivelmente alterada. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Migração: As diferentes populações de uma mesma espécie nem sempre são isoladas. Indivíduos podem migrar, incorporando-se a uma população (imigração) ou saindo dela (emigração) As migrações podem alterar a constituição gênica de uma população. Por exemplo, se uma população constituída apenas por pessoas de olhos azuis migrar para uma região onde a maioria das pessoas tenham olhos castanhos, haverá aumento da freqüência do alelo que condiciona olhos azuis e diminuição correspondente na freqüência do alelo que condiciona olhos castanhos. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

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Deriva gênica: desastres ecológicos, como incêndios florestais, inundações, desmatamentos, etc. , podem reduzir tão drasticamente o tamanho de uma população que os poucos sobreviventes não são amostras representativas da população original, do ponto de vista genético. Por acaso, e não por critérios de adaptação, certos alelos podem ter a sua freqüência subitamente aumentada, enquanto os outros alelos podem simplesmente desaparecer. Esse fenômeno é denominado deriva gênica. Veja o exemplo: Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

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Principio do fundador: um caso extremo de deriva gênica é o chamado principio do fundador: uma nova população é “fundada” por um ou poucos indivíduos, seja porque a população ancestral sofreu uma diminuição drástica, seja porque um pequeno número de indivíduos de uma população migrou para outra região, onde deu origem a uma nova população. Nessas condições, os indivíduos que iniciaram a nova população, por serem poucos, geralmente não constituem uma amostra representativa da população original. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Há casos em que uma única fêmea grávida funda uma nova população. Essa fêmea obviamente não possuirá uma amostra significativa dos diferentes tipos de alelos presentes na população original. A deriva gênica parece ter sido um fenômeno comum na colonização de ilhas distantes dos continentes, às quais conseguem chegar poucos indivíduos provenientes das populações continentais. Nas ilhas, os “fundadores” iniciam populações cujas frequências gênicas são geralmente bem diferentes das populações continentais originais. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Exemplo do princípio fundador no homem Um exemplo do princípio do fundador na espécie humana foi verificado em comunidades religiosas, originárias da Alemanha, que se estabeleceram nos Estados Unidos. Devido a seus costumes e religião, os membros dessas comunidades, chamadas Dunker, mantiveram-se isolados da população norte-americana. A análise da freqüência de alguns genes nos membros da comunidade Dunker mostrou diferenças significativas tanto em relação à população norte-americana quanto em relação à população alemã. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

As diferenças de freqüência gênica na população Dunker não posem ser atribuídas a fatores seletivos ambientais, pois esses também teriam agido sobre a população norteamericana. A explicação mais plausível é que os Dunker norte-americanos, oriundos da Alemanha, não eram amostra representativa da população alemã, no tocante às frequências dos genes analisados. Nos Estados Unidos, como eles se mantiveram isolados, suas frequências gênicas se mantiveram diferenciadas da população norte americana. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Fatores que afetam o equilíbrio de uma população Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

INTRODUÇÃO A população como um todo apresenta taxa de natalidade, crescimento específico e um padrão de dispersão no tempo e espaço. Densidade = Número de indivíduos Bio. Locus Ø área ou volume Bases genéticas da evolução

FATORES QUE AFETAM O TAMANHO DA POPULAÇÃO Natalidade (N) Mortalidade (M) Imigração (I) Emigração (E) Portanto: N + I > M + E (população crescente) N + I < M + E (população decrescente) N + I = M + E (população estável) Bio. Locus Ø Bases genéticas da e

CURVAS DE CRESCIMENTO POPULACIONAL OBS: crescimento exponencial – grande disponibilidade de nutrientes Bio. Locus Ø Bases genéticas da evo

FATORES QUE REGULAM O CRESCIMENTO DA POPULAÇÃO Potencial biótico (PB): capacidade reprodutiva dos indivíduos. Resistência ambiental (RA): disponibilidade de nutrientes, predatismo, parasitismo. . . Capacidade limite (CL): número máximo de indivíduos permitido pelo ambiente. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

FATORES DEPENDENTES DA DENSIDADE Impedem o crescimento populacional excessivo devido ao grande número de indivíduos na população. disputa por espaço disputa por alimento disputa por parceiros sexuais predação parasitismo Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução Diminuem a taxa reprodutiva de cada indivíduo e aumentam a taxa de mortalidade.

PREDADOR x PRESA Bio. Locus Num ecossistema estável, a população de predador controla a população de presa e vice-versa. Ø Bases genéticas da ev

DIFERENÇAS BÁSICAS (PREDADOR–PRESA) CARACTERÍSTICAS PREDADOR PRESA Porte maior menor Longevidade maior menor Taxa de reprodução menor maior Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

CARACTERISTICAS GERAIS - PREDADORES Camuflagem - emboscada Deslocamento rápido Dentes caninos desenvolvidos Bio. Locus Ø Bases genéticas da evoluç

CARACTERISTICAS GERAIS - PREDADORES Faro aguçado Capacidade de inoculação de veneno Produção de armadilhas (teias) Bio. Locus Ø Bases genéticas da evoluçã

CARACTERISTICAS GERAIS - PRESAS Camuflagem Deslocamento rápido e mudança repentina de direção Audição aguçada Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

CARACTERISTICAS GERAIS - PRESAS Emissão de substâncias de odor desagradável Carapaças ou espinhos para proteção Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução

Referências: AMABIS, J. M. ; MARTHO, G. R. Biologia - Biologia das células. v. 1. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2010. Bio. Locus Ø Bases genéticas da evolução