Definições. Interpretação ingênua de seleção natural: sobrevivência do mais apto ou a natureza com unhas dentes

Transcrição

1 Seleção Natural

2 Definições Interpretação ingênua de seleção natural: sobrevivência do mais apto ou a natureza com unhas dentes Essas definições são inexatas e insuficientes

3 Seleção Natural Para Huxley, a teoria da seleção natural baseia-se em: Primeiro fato: Tendência geral dos seres vivos aumentarem em número. Segundo fato: Apesar dessa tendência, o seu número mantémse mais ou menos constante. Primeira dedução: Deve haver uma competição entre os seres vivos que ocupam o mesmo nicho ecológico. Terceiro fato: Há uma grande variabilidade entre os seres vivos. Segunda dedução: Algumas variações devem ser vantajosas, enquanto que outras são desvantajosas, nesse processo de competição.

4 Seleção Natural Lewontin resume toda a evolução por seleção natural com base em 3 princípios: Há uma variação fenotípica entre os indivíduos de uma mesma população (princípio da variação) Há uma correlação entre os fenótipos dos pais e dos filhos (princípio da herança) Alguns fenótipos sobrevivem mais e deixam maior descendência do que outros (princípio da seleção)

5 Definições Para existir seleção é necessário haver diferenças médias no sucesso reprodutivo entre diferentes classes de entidades. Sucesso reprodutivo inclui tanto a sobrevivência (um pré-requisito para a reprodução) como os processos reprodutivos propriamente ditos. O sucesso reprodutivo de uma entidade é seu valor adaptativo, definido como a taxa média de aumento per capita.

6 Definições Dobzhansky: Seleção natural é a reprodução diferencial dos portadores de diferentes dotações hereditárias.

7 Definições Lande e Arnold: Diferença constante no valor adaptativo entre fenótipos, atuando dentro de uma única geração A mudança na população de uma geração a outra é chamada de resposta à seleção

8 Definições Wright: Qualquer processo em uma população que altera a frequência gênica de uma maneira direcionada sem alteração do material genético (mutação) ou introdução de fora (migração).

9 Definições Qualquer diferença consistente no valor adaptativo entre entidades biológicas fenotipicamente diferentes. As entidades podem ser genes individuais, grupos de genes, organismos individuais, populações ou táxons.

10 Definições Premissas básicas: 1. DNA pode replicar 2. DNA pode mutar e recombinar 3. Fenótipos emergem da interação do DNA com o ambiente

11 Definições Fenótipo: Qualquer caráter mensurável de um indivíduo

12 Definições Entre os fenótipos: 1. Estar vivo ou morto: fenótipo da viabilidade (capacidade do indivíduo sobreviver no ambiente) 2. Reproduzir ou não reproduzir: fenótipo do sucesso reprodutivo (capacidade de encontrar um parceiro) 3. Tamanho da prole: fenótipo da fertilidade (capacidade de gerar prole) e da fecundidade (número de descendentes).

13 Definições Esses fenótipos são os componentes do valor adaptativo. Eles determinam as chances de um indivíduo transmitir seu DNA em um contexto ambiental

14 Seleção natural A diferença no valor adaptativo entre fenótipos é a diferença que não é decorrente do acaso, mas é causada por alguma diferença característica entre eles

15 Seleção natural Brinquedo de seleção: Bolas de diferentes tamanhos caem por buracos. A cada nível os buracos são menores. O brinquedo seleciona bolas menores. Se as bolas menores forem verdes, o brinquedo irá selecionar bolas pequenas e verdes

16 Devemos distinguir entre seleção de objetos da seleção de propriedades. Os objetos selecionados são as bolas, mas elas são selecionadas para a propriedade do tamanho pequeno, ou seja, por causa do seu pequeno tamanho. Elas não são selecionadas por sua cor, embora ocorra seleção de bolas verdes.

17 Níveis de seleção Em geral indivíduo Pode ser no nível de genes: Distorção de segregação, onde um alelo é transmitido para mais de 50% dos gametas em um heterozigoto. Seleção de grupo: populações que difiram em frequências alélicas e uma delas seja extinta.

18 Modos de seleção Direcional Exemplo: besouro da farinha Tribolium, em caixa de população decréscimo da freqüência de uma alelo letal recessivo.

19 Modos de seleção Estabilizadora (balanceadora) Exemplo: anemia falciforme, onde os homozigotos sofrem anemia grave e geralmente morrem antes da idade reprodutiva, no entanto os heterozigotos, em regiões de malária tem taxa de sobrevivência maior.

20 Modos de seleção Diversificadora (disruptiva) Ex. Gafanhotos não voadores (Vandiemenella viatica) Austrália: muitas populações monomórficas para várias inversões pericêntricas e fusões cromossômicas Os heterozigotos possuem numerosos gametas aneuplóides. Nenhuma das raças cromossômicas é simpátrica mas se encontram em zonas híbridas de 200 a 300m de largura

21 Modos de seleção Dependente de frequência Ex. Drosophila as fêmeas se acasalam preferencialmente com genótipos menos comuns de machos.

22 Modos de seleção Dependente de frequência Alelos de auto-incompatibilidade em vegetais À medida que a frequência do alelo aumenta na população, diminui a frequência de estigmas que permitem a germinação do pólen portador

23 Seleção contra o fenótipo dominante Seleção completa (s = 1): reduzirá a freqüência de A a zero em uma geração. Seleção parcial (s < 1e 0): diminuição da freqüência de A é proporcional ao valor de s.

24 Seleção contra A_; s = 0,3

25 Seleção contra o fenótipo recessivo Seleção completa (s = 1) elimina todos aa (q 2 ), que vão reaparecer na prole dos cruzamentos Aa x Aa, com freqüência de: q 2 = [2pq/(p 2 + 2pq)] 2 x ¼ Onde 2pq/(p 2 + 2pq) é a nova freqüência de Aa, que elevada ao quadrado é a freqüência dos casamentos Aa x Aa, que têm ¼ de probabilidade de gerar indivíduos aa Na geração t, a freqüência de a será: q t = q/(1 + tq)

26 Seleção contra o fenótipo recessivo Seleção parcial (s < 1): a freqüência de a na próxima geração será: q = [q(1 qs)]/(1 q 2 s)

27 Seleção contra aa; s = 0,3

28 Seleção a favor dos heterozigotos Nesse caso haverá um equilíbrio, que depende dos coeficientes de seleção contra aa (s) e contra AA (t) A mudança nas freqüências a cada geração é: Δq = [pq(pt qs)]/(1 p 2 t q 2 s) E o equilíbrio ocorre quando q = t/(t + s)

29 Seleção a favor de Aa; s = 0,3, t = 0,3

30 Seleção contra o heterozigoto Nesse caso elimina tanto A quanto a Se p = q = 0,5 as freqüências não se alteram Se p < q, A será eliminado Se p > q, a será eliminado A freqüência de a após uma geração de seleção será: q = (q pqs)/(1 2pqs)

31 Seleção contra Aa s = 0,1

32 Mutação Mutação é uma alteração no DNA Cria novos alelos Fonte da variabilidade Se num dado momento a freqüência do alelo a é 0 e ele surge por mutação, sua freqüência passa a ser 1/(2N) A freqüência do alelo a aumenta em função da taxa de mutação, a menos que outros fatores atuem (mutação reversa, seleção)

33 Equilíbrio entre mutação e seleção O alelo a é produzido à taxa de mutação μ e eliminado à taxa de seleção s Em cada geração: No equilíbrio: Δq = - spq 2 + μp μ = sq 2

34 Equilíbrio entre mutação e seleção s = 0,3, μ = 1 x 10-4