Teoria Sintética da Evolução

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Teoria Sintética da Evolução

Introdução

• Diversidade– Sempre existiu?– Aumentou?

• Aumento da diversidade = Evolução

• “qualquer alteração das freqüências alélicas dapopulação, visando a torná-la mais adaptada”

• Teoria sintética da evolução

• Processo que cria variabilidade:– MUTAÇÃO

• Processos que ampliam variabilidade:– RECOMBINAÇÃO GENÉTICA– HIBRIDAÇÃO– ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DE CROMOSSOMOS– MIGRAÇÃO

• Processos que orientam as populações paramaior adaptação:– SELEÇÃO NATURAL– OSCIAÇÃO GENÉTICA– ISOLAMENTO REPRODUTIVO

• Especiação

Mutação

• Formação de novos alelos na população

• Fenômeno raro

• Não ocorre no sentido de fornecer ao organismouma maior adaptação

• Em cada 1000 mutações, 1 é útil para a evolução

• A maioria das mutações úteis é a de pequenoefeito e que se acumula gradualmente noorganismo, com vagarosa transição nascaracterísticas

Processos que ampliam a

variabilidade

Recombinação genética

• Amplia a variabilidade criada pela mutação

• Vai suprir a população de indivíduos com novascombinações genéticas

• São capazes de promover rápida adaptação àsmudanças bruscas que venham a ocorrer noambiente

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Recombinação genética

• Em que consiste a recombinação?– Novas combinações de alelos

• Como ocorre?– Tanto por meio da distribuição independente dos

cromossomos não homólogos na meiose– Como também por meio da permuta genética

• Quais são as conseqüências da recombinação?

– Formação de um enorme número de genótipos, mesmocom um pequeno número de genes e poucos alelos emcada

Hibridação

• Processo que permite a união de espéciesrelacionadas

• O híbrido proveniente do cruzamento entre 2espécies é geralmente estéril e sua fertilidade sóé restabelecida após a duplicação de seuscromossomos

• A adaptação dos híbridos às condições ambientaisnem sempre é imediata

Hibridação

• A melhoria da adaptação geralmente éconseguida por meio de retrocruzamentos desseshíbridos com os genitores

• Assim, os genótipos provenientes serão cada vezmais semelhantes às populações paternais,ficando mais adaptados

• Novos genes e novas combinações de genes sãotransferidos de uma espécie para outra =incremento da variabilidade e adaptação

Alterações na estrutura e no númerode cromossomos

• Como essas alterações se relacionam com aevolução?

• As alterações estruturais explicam grandeparte da variabilidade potencial das populações –que está encoberta na forma de heterozigotos

• Quais são as alterações mais importantes para aevolução?– Inversão– Translocação


• Qual é o principal efeito da inversão?

– É quando ocorre em heterozigose no indivíduo

– Dentro do segmento invertido a permuta genética nãoproduz recombinantes, pois os gametas que os recebemsão inviáveis

– Os genes que ocorrem numa inversão são mantidossempre juntos, formando um supergene


• Qual é o principal efeito da translocação?

– Altera a relação de ligação entre genes

– Modifica a freqüência de recombinação

– Os genes que eram ligados, após a translocação passama ter distribuição independente, e vice-versa



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• E os efeitos da duplicação e da deficiência?

– Duplicação contribui para o aumento de variabilidade

– Deficiência é de importânciamuito menor, devido àsperdas de material genético que são geralmente letais


• Qual das alterações numéricas apresenta maiorcontribuição para a evolução?– Euploidia

– Contribui para o incremento no reservatório gênico

– Tem papel importante no surgimento de várias espécies:trigo, cana-de-açúcar, fumo, batata, café

– Essas espécies têm na sua constituição cromossomospertencentes a 2 ou mais espécies diferentes, ou entãoapresentam várias cópias do conjunto cromossômicobásico característico da espécie


• A espécie nova oriunda desse incremento noreservatório gênico pode possuir característicasque permitam a adaptação em novas condiçõesambientais

• E também, devido à existência de várioscomplementos cromossômicos, um indivíduoqualquer, dessas espécies, pode possuir váriosalelos para cada gene, o que possibilita ampliar avariabilidade genética através da recombinação

Migração

• Incorporação de indivíduos (alelos) numa certapopulação

• A nova população terá freqüências alélicasdiferentes daquelas da população original

• Do que se precisa para que a migração sejaefetiva?– Depende da quantidade e da divergência genética das

populações participantes– Da distância entre as populações – quanto mais isolada,

mais efetivos os resultados das alterações alélicas

Processos que orientam as

populações para maior adaptação

Seleção Natural

• Conceito: Sucesso reprodutivo diferencial

• O número de indivíduos em qualquer populaçãonatural tende a aumentar geometricamente,quando as condições ambientais permitem asobrevivência de toda a progênie

• A seleção ocorre porque existe variação entre osindivíduos em cada população, gerada pelosprocessos que criam e ampliam a variabilidade



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Seleção Natural

• Os indivíduos que têm características favoráveispara a sua sobrevivência e que têm capacidadede deixar mais descendentes são os maisadaptados

• Logo, ocorrerá um aumento na freqüência dosalelos dos indivíduos mais adaptados e umaredução das freqüências dos alelos dos menosadaptados

Seleção Natural

• A seleção natural atua nas populações paraaumentar o nível de adaptação das mesmas,ajustando às modificações ambientais

• A seleção natural é considerada o processo quedirige a evolução, pois atua no sentido de tornaras populações mais adaptadas

Seleção Natural

• Outro tipo de seleção: artificial, que procuramanter os fenótipos agronomicamente desejáveis

• Exemplo: milho

Oscilação genética

• Ocorre devido a problemas de amostragem quesurgem quando a população é de tamanholimitado

• Provoca alterações aleatórias nas freqüênciasalélicas chegando a fixar determinados alelos

• Maior efeito de oscilação se dá quanto menorforem as populações e quanto maior o número degerações transcorridas


• Tem sido considerada como um mecanismoauxiliar da seleção natural

• Efeitos da oscilação genética:– Alterações nas freqüências alélicas de uma população

que temporariamente reduziu de tamanho: EFEITO DEAFUNILAMENTO

– Alterações nas freqüências alélicas de populações que sedesenvolveram emcertos locais, a partir de poucosindivíduos mirantes de uma população maior: PRINCÍPIODO FUNDADOR


• Nestes 2 casos ocorre uma redução no tamanhoda população

• A amostra de gametas da população maior, paraformar aquela de tamanho reduzido, contémdesvios,

• Assim, não serão mantidas as mesmasfreqüências alélicas da original



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• Considerando este fator, para preservação deespécies, uma aspecto importante é o número deindivíduos necessários para representar avariabilidade na população

• Se o número de indivíduos for muito pequeno, oefeito da oscilação genética será muitopronunciado– Isso pode levar à alteração nas características da

população– Ou pode contribuir para a extinção

Isolamento reprodutivo

• Processo que dificulta ou impede a troca de alelosentre 2 populações

• Essencial para formação de espécies novas e paramanutenção das existentes


• Mecanismos:

• Mecanismos pré-zigóticos: impedem a fertilizaçãoe a formação do zigoto– Habitat– Sazonal ou temporal– Etológico– Mecânico– Incompatibilidade gamética


• Habitat– As populações vivem na mesma região, mas ocupam

diferentes condições de ambiente

• Sazonal ou temporal– As populações ocorrem na mesma região mas

apresentam maturidade sexual em épocas diferentes

• Etológico– Somente em animais – as populações são isoladas por

comportamentos diferentes e incompatíveis antes docasamento


• Mecânico– A fecundação cruzada é impedida ou restringida por

diferenças estruturais dos órgãos reprodutivos

• Incompatibilidade gamética– Os gametas não sobrevivem em órgãos reprodutivos

estranhos


• Mecanismos:

• Mecanismos pós-zigóticos: a fecundação ocorre eos zigotos híbridos são formados, mas estes sãoinviáveis ou dão origem a híbridos fracos ouestéreis– Inviabilidade ou debilidade do híbrido– Esterilidade do híbrido – os híbridos são estéreis porque

os órgãos reprodutivos não se desenvolvemcompletamente ou o processo meiótico é anormal



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Especiação

Especiação

• Formação de novas espécies

• Engloba todos os processos de evolução jácomentados, geralmente associados a umisolamento geográfico

Especiação

• Evolução de uma população resultando naformação de novas espécies (Fig. 15.1):– População geneticamente heterogênea onde estão

atuando os mecanismos que criam e ampliam avariabilidade genética e permite os indivíduosexplorarem novos ambientes

– Subpopulações oriundas da migração da pop. originalpara novos ambientes em decorrência da atuação dosmecanismos que as conduzem para canais adaptativos

– Espécies biológicas distintas convivendo no mesmohabitat, porém isoladas reprodutivamente

Conceito de alguns termos

• Espécie

– Evolução e genética:

– Grupo de indivíduos que possui a capacidade de trocaralelos naturalmente entre si, porém não com indivíduosde outra espécie

– Esse conceito considera o desenvolvimento demecanismos de isolamento reprodutivo, que impede ofluxo gênico


• Espécie

– Taxonomia:

– Considera caracteres morfológicos


• Raças:

– São subpopulações que atingem um certo grau dediferenciação, sem terem sido desenvolvidosmecanismos de isolamento reprodutivo

• Variedade:

– Botânicos usam de modo semelhante a raças– Melhorista: população melhorada em equilíbrio– Pode se confundir com clone



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• Híbrido:

– Proveniente do cruzamento entre 2 linhagens

• Cultivar:

– Engloba os 2 grupos – variedades e híbridos– Cultivar e variedade podem ser usadas como sinônimos– Em plantas autógamas, o termo é usado considerando a

existência de uma única linhagem – genótipohomozigótico – ou uma mistura de linhagens



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