Gargalo evolucionário: o que é e como afeta as espécies

Quando pensamos sobre a evolução dos seres vivos, a primeira coisa que vem à mente é a seleção natural, aquela famosa postulação feita por Charles Darwin em sua obra atemporal hoje: A Origem de espécies. Apesar de ter sido reformulado em diversas ocasiões e de novos conhecimentos terem sido obtidos a respeito do assunto, esse fenômeno evolutivo é indiscutível.

A seleção natural trata de uma série de premissas muito simples: o genoma dos seres vivos sofre mutação, recombina (no caso da reprodução sexual) e os cromossomos podem mudar de forma e / ou número. Como os genes não são estanques ao longo das gerações, às vezes aparecem novos traços que favorecem os indivíduos que os carregam. Em outras ocasiões, as mutações são silenciosas ou deletérias, então eles não olham para a espécie.

Digamos, por exemplo, que uma mutação em um determinado gene faça com que um pássaro tenha penas de cauda um pouco mais longas. Se essa característica atrair fêmeas, o macho de cauda longa se reproduzirá mais do que o resto dos indivíduos de sua espécie. Se esta característica for hereditária, mais e mais espécimes com caudas longas aparecerão, pois eles teriam mais descendentes em média. No final, esse caráter benéfico acabaria se fixando na espécie.

Este é um claro exemplo de seleção natural de natureza sexual, pois é a escolha da mulher que codifica o processo. De qualquer forma, o que nem todos sabem é que na natureza “nem tudo tem um motivo”. Você saberá o que queremos dizer se continuar lendo, porque diremos o que é deriva genética e uma variante particularmente notável dela: o gargalo evolutivo.

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O que é deriva genética?

Os mecanismos evolutivos não são perfeitos, tanto quanto parecem quando se estudam certas adaptações animais nas aulas de biologia. A seleção natural atua como uma força involuntária e inconsciente, mas os seres vivos "fazem o que podem com o que têm". Certamente algumas características seriam ideais para um animal em um ambiente particular, mas a mutação pode É impossível na espécie ou que, simplesmente, o corpo do animal não seja desenhado para explorar um nicho dados.

Além disso, deve-se notar que a seleção natural não é o único mecanismo evolutivo dos seres vivos. Existe também a deriva genética, um efeito estocástico (não determinístico) que causa a variação dos genes ao longo de gerações aleatórias, devido ao erro de amostragem.

Um exemplo prático

Vamos dar um exemplo. Em uma população de anões, existem 7 besouros vermelhos e 3 verdes. Acontece que os verdes se misturam melhor com o ambiente e, portanto, reduzem as chances de serem predados e podem ser reproduzidos com mais facilidade do que os tintos. Não há dúvida de que os invertebrados verdes, neste caso, são "mais adequados em um nível evolutivo".

Infelizmente, antes que esses 3 espécimes possam copular, uma vaca pisa no chão e os esmaga. O mamífero não escolheu conscientemente o fim da vida dos besouros, uma vez que não tentou atacá-los nem interagir com eles de forma alguma. A característica desses coleópteros era sem dúvida positiva, mas por acaso os genes benéficos desapareceram.

Assim pois, A deriva genética tende a reduzir a diversidade genética: se 3 besouros vermelhos tivessem sido pisados ​​(a característica mais comum), ainda haveria outros 4 que poderiam se reproduzir. Por mais que a cor verde seja benéfica para a espécie, foi uma infelicidade aleatória que o gene tenha sido apagado da população por um ato completamente anedótico. É assim que a deriva genética funciona.

Nesse cenário, as chances de ser pisado são consideradas iguais para os besouros verdes e vermelhos. Caso contrário, a amostragem não seria aleatória.

O gargalo evolutivo na deriva genética

Por um momento, imagine que no exemplo acima a população seja de 10.000 besouros, 7.000 vermelhos e 3.000 verdes: neste Neste caso, não importa o quanto uma vaca esmague 3 espécimes de uma cor específica, os genes verdes continuarão a permanecer por muito tempo prazo. Com essa premissa, entende-se que a deriva genética afeta muito mais pequenas populações.

O gargalo evolutivo, entretanto, é um evento em que um declínio populacional drástico repentino é experimentado por um evento ambiental, como um terremoto, fome, doença ou, infelizmente, atividades humanas. Se em nossa população de 10.000 besouros multicoloridos houver uma inundação que deixa apenas 10 espécimes vivos, não é difícil imaginar como a deriva genética conseguirá agir muito mais facilmente na população maltratada esgotado.

Para compreender as implicações de um gargalo evolutivo, devemos dissecar uma série de termos que são tão concretos quanto estimulantes. Vá em frente.

A população mínima viável

Em biologia da conservação, a população mínima viável (MVP) é o número mínimo de indivíduos em uma população que pode sobreviver sem entrar em colapso com o tempo. No nível teórico, a população com um número de indivíduos maior que o MVP pode existir apesar do desastres naturais normais, a falta de alimentos esperados ou os efeitos da deriva genética anterior descrito.

Não há um número populacional mínimo viável específico, uma vez que uma espécie como o sapo comum (Bufo spinosus) que põe milhares de ovos não é a mesma. anualmente do que um elefante (Loxodonta africana), uma espécie cujas fêmeas só dão à luz um filhote ao nascer e têm um período de gestação de 22 meses. Dependendo do tempo de desenvolvimento, gestação, ciclos reprodutivos e muitos outros parâmetros, o MVP pode ser muito maior ou menor.

Em geral, o que pode ser universalmente estabelecido é que um MVP ideal em qualquer espécie é aquele que garante a permanência da população de 95-99% em 1.000 anos, entendendo que desastres e eventos prejudiciais podem ocorrer durante este intervalo temporário. Como você pode imaginar, se um gargalo resultar em uma população com um número abaixo do MVP, ela estará condenada.

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Tamanho efetivo da população (Ne)

Outro parâmetro muito interessante (mas muito mais difícil de entender) é o tamanho efetivo da população (Ne). Isso é definido como o número de indivíduos que uma população idealizada deve ter para uma determinada quantidade de interesse ser o mesmo na população idealizada e na população real. Simplificando, o Ne ajuda os geneticistas a entender o número real de indivíduos que se reproduzem em uma população.

Voltemos aos nossos besouros novamente. Na população inicial de 10.000 espécimes, temos muitos seres vivos, mas isso não significa que todos eles vão para se reproduzirem todos os anos, talvez porque competem entre si ou porque o espaço para a postura dos ovos é limitado. Portanto, mesmo que o número total da população seja 10.000 (N: 10.000), o tamanho efetivo da população poderia ser, por exemplo, 300 indivíduos (Ne: 300). Isso tem muitas implicações no nível evolutivo, uma vez que é esse parâmetro que realmente importa para nós ao quantificarmos os possíveis efeitos de um gargalo.

Este exemplo pode parecer rebuscado, mas, por exemplo, tamanhos efetivos minúsculos são muito comuns em populações de anfíbios selvagens. Os machos competem intensamente com outros competidores pelo acesso às fêmeas e, por Infelizmente, muitos anos ocorrem secas e não se encontram fontes de água suficientes para depositar os ovos. Assim, mesmo que 1.000 adultos sejam pesquisados ​​em uma determinada população, apenas 100 podem ter reproduzido naquele ano (sendo muito otimista).

Retomar

Em resumo, aqui ensinamos o que é deriva genética, qual é o gargalo e de que dependem seus efeitos. Se um evento catastrófico der origem a um gargalo evolutivo que, além disso, deixa uma população de uma espécie abaixo do MVP que se caracteriza por ter um Ne baixo, você pode imaginar o resultado.

Os efeitos deste evento podem não ser notados em primeira instância, mas com cada geração da população afetada, o pool genético irá erodir e, portanto, os envolvidos acabarão sofrendo de endogamia e desaparecerão por doenças, mutações, falta de adaptações e viabilidade biológica esgotado.

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