Genética de populações

A genética de populações é um ramo da biologia que estuda como os genes são transmitidos e distribuídos em grandes grupos de organismos ao longo do tempo.Ela une conceitos da genética e da evolução, permitindo entender como as espécies mudam e se adaptam ao ambiente.

O que é uma População?

Uma população é um grupo de indivíduos da mesma espécie que vive na mesma região e se reproduz entre si. Esses indivíduos compartilham um conjunto de genes chamado pool gênico, que contém todas as variações possíveis de genes presentes naquela população.

Genes, Alelos e Frequência Gênica

Cada gene pode ter várias formas chamadas alelos e a frequência gênica indica o quão comum um alelo é dentro de uma população.

Mecanismos que Alteram as Frequências Gênicas

Mutação

As mutações são mudanças aleatórias no material genético (DNA). Elas podem ocorrer por erros durante a duplicação do DNA ou por exposição a agentes mutagênicos. Quando uma mutação acontece em uma célula reprodutiva (óvulo ou espermatozoide), ela pode ser passada para as próximas gerações.

Embora a maioria das mutações seja neutra ou prejudicial, algumas podem gerar novas versões de genes (novos alelos) que favorecem a sobrevivência ou reprodução.

Exemplo: Algumas bactérias, como o Staphylococcus aureus, podem sofrer mutações no seu DNA que as tornam resistentes a antibióticos, como a penicilina. Essa mutação permite que a bactéria sobreviva mesmo após o uso do medicamento, e ela transmite essa resistência aos seus descendentes. Um exemplo famoso é a cepa MRSA (Staphylococcus aureus resistente à meticilina).

Seleção Natural

É o processo pelo qual indivíduos com características vantajosas têm maior chance de sobreviver e deixar descendentes. Se um alelo aumenta as chances de sobrevivência ou de reprodução, ele tende a se tornar mais comum nas próximas gerações.

Exemplo: Na Inglaterra, antes da Revolução Industrial (século XIX), a maioria das borboletas da espécie Biston betularia tinha asas de coloração clara com manchas escuras. Essa coloração ajudava as borboletas a se camuflarem nos troncos das árvores cobertos por líquens claros, dificultando a visualização pelos predadores.

No entanto, com a industrialização, a poluição do ar aumentou e os troncos das árvores ficaram escurecidos pela fuligem do carvão. Nesse novo ambiente, as borboletas claras passaram a ser facilmente avistadas pelos predadores, enquanto borboletas escuras, ficaram melhor camufladas.

Deriva Genética

É a mudança aleatória nas frequências dos alelos, causada por sorte e não por vantagem adaptativa. Ela é mais comum e intensa em populações pequenas, onde o acaso pode fazer com que certos alelos desapareçam ou se tornem fixos (100% presentes).

Exemplo: O “efeito fundador”, quando um pequeno grupo se separa da população principal e forma uma nova população com uma amostra limitada de genes. Outro caso é o “efeito gargalo”, que ocorre após desastres naturais que reduzem drasticamente o número de indivíduos.

Efeito fundador:

Efeito gargalo:

Migração (Fluxo Gênico)

É a entrada ou saída de indivíduos de uma população, levando seus genes com eles. Quando indivíduos se movem de uma população para outra e se reproduzem, eles introduzem novos alelos (ou removem alelos da população de origem), modificando as frequências gênicas.

O fluxo gênico tende a aumentar a diversidade genética e a tornar populações diferentes mais semelhantes entre si.

Exemplo: Imagine duas populações de borboletas da mesma espécie, vivendo em regiões diferentes: uma com asas claras e outra com asas escuras. Se algumas borboletas de asas claras migram para a região das borboletas escuras e se reproduzem ali, seus genes (para asas claras) entram no pool gênico da nova população. Isso altera as frequências gênicas e aumenta a diversidade genética do grupo.

Seleção Sexual

Se os indivíduos escolhem seus parceiros com base em determinadas características (como tamanho, cor, canto ou comportamento), o cruzamento deixa de ser aleatório. Isso pode favorecer a transmissão de certos alelos com mais frequência.

Exemplo: Nos pavões, os machos possuem caudas grandes e coloridas com “olhos” brilhantes, enquanto as fêmeas têm uma coloração mais discreta. Estudos mostram que as fêmeas preferem acasalar com machos que têm caudas maiores e mais vistosas.

Esse comportamento gera acasalamento não aleatório, pois a escolha do parceiro é baseada em uma característica específica. Com o tempo, os alelos que influenciam a cauda vistosa se tornam mais frequentes na população, mesmo que a cauda grande não traga vantagem direta de sobrevivência (pelo contrário, pode até atrair predadores).

Equilíbrio de Hardy-Weinberg

O modelo de Hardy-Weinberg descreve uma população em equilíbrio genético, ou seja, onde as frequências de alelos permanecem constantes ao longo do tempo. Para isso, são necessárias condições ideais: população extremamente grande, sem mutações, sem migração, com reprodução aleatória e sem seleção natural.

O equilíbrio de Hardy-Weinberg pode ser representado matematicamente por algumas equações que se aplicam a todas as populações em equilíbrio:

• Frequência alélica

f(A) + f(a) = 100%

p + q = 1

• Frequência genotípica

Os três genótipos possíveis são:

   -AA (homozigoto dominante)

   -Aa (heterozigoto)

   -aa (homozigoto recessivo)

f(AA) + f(Aa) + f(aa) = 100%

p² + 2pq + q² = 1