Evolução

Numa população infinita, o desvio padrão das frequências tende a zero (já que pq/n tende a zero enquanto n tende ao infinito). Então, vamos começar: você verá na Figura 11.2 que as frequências dos alelos p (pintado) eq (não pintado) começam iguais (ou seja, metade dos peixes começa pintado).

Exercício prático. Populus e deriva gênica

Meta da aula

Agora use os dados da Tabela 12.1 para completar a Tabela 12.2, que serve como um resumo de todos os dados. Nas simulações do Populus (ver Tabelas 12.1 e 12.2 completadas), quanto maior o tamanho da população, mais lentas foram as fixações dos alelos.

Pré-requisitos

Seleção Natural 1

Nesta atividade, você mostrou que a seleção natural ao longo das gerações aumenta a aptidão média da população. Casos como este, em que o valor adaptativo da população aumenta com a eliminação de um dos alelos, seguem um modelo de seleção natural direcional.

Pré-requisito

Seleção Natural 2

Portanto, se indivíduos saborosos aparecem com muita frequência na população, o seu valor adaptativo diminui: eles estão em desvantagem seletiva e a sua frequência na população deve diminuir. Quando isso acontece, é possível manter o polimorfismo na população, pois, quando o genótipo é raro, ele é favorecido e, consequentemente, sua frequência na população aumenta. Por outro lado, quando o genótipo se torna frequente, o seu valor adaptativo diminui, diminuindo a sua frequência na população.

Quais são os valores adaptativos dos três genótipos, se o alelo A é comum (p próximo de 1) e se o alelo A é raro (p próximo de 0) na população? Por exemplo, se a frequência do alelo A for próxima de 0, os valores adaptativos dos genótipos serão 2, 1 e 0, ou seja, os indivíduos AA terão vantagem na população. No caso da nossa famosa mosca, as fêmeas preferem os machos, mais raros na população.

Um sistema de autoincompatibilidade como este tem, como consequência, uma vantagem seletiva do alelo raro na população. Em qual caso de seleção dependente da frequência é possível manter um polimorfismo estável na população? Por outro lado, quando o genótipo se torna frequente, o seu valor adaptativo diminui, reduzindo a sua frequência na população.

Exercício prático: seleção natural

Opções de entrada de dados

Outros valores que você deve determinar no modelo são o fitness W, dos três possíveis genótipos com dois alelos: WAA é o fitness do homozigoto A, WAa é o fitness do heterozigoto e Waa é o fitness do homozigoto a. A maneira de inserir os dados de seleção natural que o programa oferece é usar o(s) coeficiente(s) de seleção relativos no alelo a e a razão de dominância (h) entre A e a. O coeficiente de seleção está relacionado à mortalidade, ou seja, é o oposto do valor adaptativo (e é calculado como s = 1-W).

O coeficiente de dominância é 0 quando A é dominante sobre a, é 1 quando a é dominante sobre A e é 0,5 quando há co-dominância perfeita (ou seja, quando a aptidão do heterozigoto é exatamente a média entre os valores de aptidão dos dois homozigotos).

Opções de saída de resultados

No caso de gráficos onde a ordenada é p (e não t), o que vemos é estático; não mostra a evolução dos alelos, mas o efeito potencial da seleção natural para cada estado inicial de p. d) valor adaptativo médio da população (w) para cada valor de p (w versus p). O valor adaptativo médio da população, como você viu na lição anterior, indica qual proporção total da população sobreviverá após a seleção natural. Vamos simular um estado de co-dominância perfeita, no qual a aptidão do heterozigoto é exatamente metade da aptidão do homozigoto.

A curva do valor médio de aptidão w em relação aos valores de frequência genética é como uma montanha. As frequências genéticas das populações tendem, através da seleção natural, a migrar para aquelas com maior valor adaptativo médio. Como o ponto de maior valor adaptativo médio é quando p = 0,50, espera-se que a frequência de p atinja o pico e se estabilize nesse valor.

Observe que o valor médio máximo de adaptação que a população pode atingir sob o regime de sobredominância (também chamado de seleção balanceada) é inferior a 1. Assim, na presença de malária, o valor adaptativo dos heterozigotos é cerca de 10% maior que o dos homozigotos AA. Alguns são estáveis, como os pontos com maior valor médio de aptidão populacional, para os quais convergem as frequências genéticas.

Controvérsias evolutivas

Mas logo após o estabelecimento da teoria sintética, surgiu uma questão para os evolucionistas: quanta variação genética está presente nas populações naturais. Marido usou a técnica de eletroforese de aloenzimas (classe 8) como método para estudar a quantidade de variação genética presente em populações naturais. Por um lado, os selecionistas argumentam que os níveis de variação genética são mantidos pela seleção natural.

Por outro lado, os neutralistas argumentam que a variação genética é mantida por um equilíbrio entre a taxa de mutação e o tamanho efetivo da população (ao qual a força da deriva genética está diretamente relacionada). Em 1966, o trabalho de Lewontin e Hubby, utilizando eletroforese de aloenzimas, mostrou que a variação genética presente em populações naturais era muito elevada. Começamos a discutir quais eram as forças que mantinham altos níveis de variação genética.

Por um lado, os selecionistas argumentam que os níveis de variação genética são mantidos pela seleção natural. Os neutralistas, por outro lado, argumentam que a variabilidade genética é mantida por um equilíbrio entre a taxa de mutação e o tamanho real da população. Porque o foco do debate mudou de qual era a quantidade de variação presente nas populações naturais para quais eram as forças responsáveis ​​pela manutenção de altos níveis de variação genética.

Exercício prático: interação seleção/deriva gênica

Compare a linha do gráfico da Figura 17.4 com a da Figura 17.3 (que ainda deve estar na tela). A primeira coisa que você nota é que, embora a linha do gráfico da Figura 17.4 seja suave, a linha da Figura 17.3 é irregular. Porque no caso da Figura 17.4 temos um modelo determinístico, enquanto o modelo da Figura 17.3 era estocástico.

Na Tabela 17.5 usamos valores s (como taxas de sobrevivência) em vez de valores de aptidão. A partir dos dados das Tabelas 17.1 a 17.4, coloque um asterisco para cada extinção de A. Lembre-se: como só temos dois alelos, é quando A se extingue porque a foi corrigido.). Você deve ter notado na Tabela 17.5 que o número de extinções do alelo vantajoso foi maior quando o tamanho da população e o coeficiente de seleção contra o alelo desfavorável eram pequenos (no nosso caso, quando Saa = 5% e N = 10).

Portanto, o tamanho da população teve um efeito maior no destino evolutivo dos alelos do que na intensidade da seleção natural. Vejamos agora os efeitos relativos da deriva genética e da seleção natural no número de gerações até que os alelos sejam fixados. Na Figura 17.6 coloque um ponto para cada número médio de gerações, para cada um dos valores seletivos quando N = 10.

Adaptação e adaptacionismo

Característica formada pela seleção natural que atua na variação genética pelo aumento que confere no valor adaptativo. A seleção natural é uma força que molda um caráter, move um processo ou determina o estado de uma população. A análise da Figura 18.1 deve deixar mais claro do que estamos falando: a adaptação é sempre uma questão de seleção natural e variação genética.

A seleção natural não concebe nem determina a variação necessária para uma determinada circunstância, ela simplesmente utiliza o material disponível. É por isso que alguns evolucionistas se referem, brincando, à seleção natural como uma força “quebra a mola”, em contraste com a ideia de design na antiga Teologia Natural. Assim que acordar pense bem: se falarmos de adaptação, falarmos de seleção natural e variação genética, então o meio ambiente nessa história também é um fato muito importante, certo?

No entanto, uma observação cuidadosa diz-nos que os organismos vivos não são concebidos de forma ideal, que muitas características simplesmente não são adaptativas e que as diferenças entre as espécies surgem por outras razões que não a selecção natural. Apesar das muitas conotações que a palavra adaptação pode ter (bem-estar, aclimatação, design, etc.), a sua definição, na teoria evolutiva moderna, está sempre ligada à seleção natural e à variação genética. RESPOSTA Todas as definições de adaptação estudadas tiveram dois elementos fundamentais: variação genética e seleção natural.

Endocruzamento: estimativas diretas e indiretas

Para fazer isso, nesta aula, examinaremos o efeito de um sistema de acasalamento, a endogamia, em pequenas populações. Cálculo do Coeficiente de Endogamia ou Endogamia O parentesco genético entre dois seres humanos pode ser medido através da probabilidade de eles possuírem genes idênticos, herdados de um ancestral comum. Como esta é a probabilidade de dois primos de primeiro grau herdarem o mesmo alelo de um ancestral comum para ambos, podemos dizer também que o coeficiente de consanguinidade dos primos de primeiro grau é 1/8, ou seja, r = 1/8.

Podem ser chamados dois genes que se originam da replicação de um único gene em uma geração anterior. Para compreender o cálculo do coeficiente de endogamia, tomemos o caso de uma pessoa que é filha de um casal de primos de primeiro grau, como a menina da Figura 19.6. É a probabilidade de dois alelos em um indivíduo serem idênticos porque se originam de um ancestral comum.

O coeficiente de endogamia (f) do sistema de acasalamento difere do coeficiente de endogamia (F) no pedigree. Calcule os coeficientes de consanguinidade e endogamia do casal consanguíneo e de um filho por eles gerado. Alelos idênticos por descendência (IPD) são cópias, geradas por replicação, do DNA de um único alelo presente em um ancestral.

Simulação: migração e estruturação populacional

Isto significa que mesmo que as populações tenham se tornado fixas, a frequência genética TOTAL das populações permaneceu a mesma. Também diminui à medida que as populações se afastam da frequência inicial de p? Isto é normal porque, como as populações são pequenas, a deriva genética é forte e os alelos são perdidos.

Como todas as populações têm apenas um alelo, o HS em cada uma será zero e, portanto, o HS médio também será zero. Um FST = 1 significa que as populações são completamente diferenciadas, ou seja, não há fluxo gênico entre elas, o que é de fato o caso em nossa simulação. Em seguida, coloque esses valores iniciais na Tabela 20.1 e deixe suas populações evoluírem (Iterar) até que todas tenham apenas um alelo (observe, não pare de clicar antes de cerca de 300 gerações, porque como o tamanho da população agora é maior, a deriva leva mais tempo para consertar tudo).

As populações de uma espécie podem então ser divididas em grupos menores, demes, que mantêm o fluxo gênico entre elas. Observe que a primeira linha da Tabela 20.2 é o valor de FST na 40ª geração (lembre-se: você pode ver a malha se clicar em Opções e Malha Grossa). Isto acontecerá quando, por acaso, todas as populações tiverem a mesma frequência p, ou seja, se todas fixaram ou se todas perderam o alelo A.

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