Modelando microevolução GENÉTICA DE POPULAÇÕES E EVOLUÇÃO

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1 Modelando microevolução GENÉTICA DE POPULAÇÕES E EVOLUÇÃO

2 Modelando microevolução Evolução: mudança na frequência de alelos ou combinações de alelos no pool gênico. Modelos de evolução deve incluir a passagem do material genético de uma geração para a próxima.

3 Modelando microevolução Portanto, a unidade de tempo fundamental será a transição entre duas gerações consecutivas em estágios comparáveis. Podemos então examinar a frequência dos alelos ou suas combinações na geração parental e na progênie para inferir se está ou não ocorrendo evolução.

4 Todos estes modelos transgeracionais de microevolução devem fazer pressupostos sobre três mecanismos principais: Mecanismos de produção de gametas Mecanismos de união de gametas Mecanismos de desenvolvimento de fenótipos.

5 Arquitetura genética Para se especificar como gametas são produzidos temos que especificar a arquitetura genética. A arquitetura genética refere-se ao número de loci e suas posições genômicas número de alelos por locus taxa de mutação modo e regras de herança dos elementos genéticos.

6 Arquitetura genética Por exemplo, uma arquitetura genética de um locus único com dois alelos sem mutação. A arquitetura genética fornece a informação necessária para se especificar como os gametas são produzidos.

7 Arquitetura genética Para um locus único e um modelo de dois alelos autossômicos sem mutação: precisamos apenas primeira lei da herança de Mendel para especificar como genótipos produzem gametas. Outras arquiteturas genéticas de locus único podem apresentar modelos diferentes de herança: loci ligados ao X, loci no cromossomo Y ou DNA mitocondrial.

8 Arquitetura genética Com mais de um locus: modelos de herança mistos nos quais a segunda lei de Mendel e/ou frequência de recombinação entre loci ligados pode fazer parte das regras pelas quais os gametas são produzidos.

9 Arquitetura genética Podemos ter desvios nas regras básicas de herança como especificar que o locus está sujeito a desvios da primeira lei de Mendel de segregação 50:50 na produção de gametas a partir dos heterozigotos.

10 Arquitetura genética Em um modelo multiloci, podemos especificar que crossing-over desigual pode acontecer, portanto produzindo variação no número de genes transmitidos aos gametas.

11 Arquitetura genética Os pressupostos que fazemos sobre arquitetura genética obviamente limitam os tipos de processos evolutivos que podemos modelar. Portanto, a especificação da arquitetura genética é o primeiro passo crítico em qualquer modelo de microevolução.

12 Estrutura populacional Organismos diplóides com reprodução sexuada: a transição de uma geração à próxima envolve não apenas a produção de gametas, mas o pareamento de gametas para formar novos zigotos diplóides.

13 Estrutura populacional Portanto, temos que especificar os mecanismos ou regras pelas quais os gametas são pareados em populações em reprodução. Estes mecanismos para unificar gametas são chamados de estrutura populacional.

14 Estrutura populacional A estrutura populacional inclui: o sistema de acasalamento da população; o tamanho da população; a presença, quantidade e padrão de troca genética com outras populações; e a estrutura etária dos indivíduos na população.

15 Estrutura populacional Esses fatores podem ter um impacto sobre quais gametas têm maior probabilidade de se parearem e serem transmitidos à próxima geração. O sistema de acasalamento pode ser: o pareamento aleatório de indivíduos pode ser influenciado por níveis distintos de parentesco biológico outros fatores.

16 Estrutura populacional Podemos optar por ignorar o impacto do tamanho populacional ao assumir o tamanho infinito ou podemos examinar pequenas populações em que o tamanho populacional tem um grande impacto na probabilidade de dois gametas se unirem em um zigoto.

17 Estrutura populacional Podemos modelar um único deme, ou podemos permitir que gametas de fora dos demes entrem com uma probabilidade ou taxa específica, que por sua vez pode ser em função da distância geográfica, barreiras ecológicas, etc.

18 Estrutura populacional Podemos assumir gerações discretas nas quais todos os indivíduos nascem e se reproduzem ao mesmo tempo, seguida pela morte ou senescência reprodutiva ao mesmo tempo.

19 Estrutura populacional Alternativamente, podemos assumir que indivíduos possam reproduzir-se muitas vezes ao longo de sua vida, possam se acasalar com indivíduos de idades diferentes, e que a progênie possa coexistir com os parentais.

20 Estrutura populacional Até que especifiquemos tais parâmetros da estrutura populacional, não podemos modelar a microevolução porque a união de gametas é um passo necessário à transmissão de genes de uma geração à próxima e em organismos que se reproduzem sexuadamente.

21 Desenvolvimento fenotípico Na maioria das espécies, o zigoto resultante da união dos gametas não é capaz de reprodução imediata, mas deve crescer, se desenvolver, sobreviver e amadurecer reprodutivamente.

22 Desenvolvimento fenotípico Tudo isso ocorre em um ambiente ou conjunto de ambientes. Os fenótipos são interações entre genes e ambiente, então a replicação do DNA depende dos fenótipos dos indivíduos que o contém. Portanto, também devemos especificar o desenvolvimento fenotípico; isto é, os mecanismos que descrevem como os zigotos formam fenótipos no contexto ambiental

23 Desenvolvimento fenotípico Os pressupostos podem variar: mais simples: a arquitetura genética não produz impacto no fenótipo sob nenhum dos ambientes encontrados pelos indivíduos na população mais complexos: fenótipos são entidades dinâmicas constantemente em alteração à medida que o meio ambiente muda e/ou à medida que o indivíduo envelhece com padrões alterados de epistasia e pleiotropia.