Genética de Populações e Evolução

Conceito de Genética

• Estudo dos genes, hereditariedade e variação entre organismos.
• Transmissão de genes: processo de passagem de genes de geração em geração.
• Expressão em organismos: influência dos genes nas características físicas e comportamentais.

Conceito de População

• Conjunto de organismos da mesma espécie em uma área específica com capacidade de reprodução.
• Características genéticas comuns compartilhadas por estes organismos.

História da Genética de Populações

• Pioneiros: Ronald Aylmer Fisher, Sewall Wright e John Burdon Sanderson Haldane.
• Teoria: estudo das mudanças genéticas em populações ao longo do tempo e seus impactos na evolução.

Teorias de Evolução: Darwin vs. Mendel

• Teoria de Darwin: Foco na evolução e seleção natural.
  • Conceitos principais: modificação descendente, ancestralidade comum, seleção natural e sobrevivência dos mais aptos.
  • Mecanismo: seleção natural atuando sobre variações dentro das populações.
  • Variação: contínua nas populações.
  • Herança: não explica o mecanismo.
  • Tempo: mudanças de longo prazo.
• Teoria de Mendel: Foco em genética e hereditariedade.
  • Conceitos principais: leis da dominância, segregação e sortição independente.
  • Mecanismo: herança de características por unidades discretas (genes).
  • Variação: discreta (características dominantes e recessivas).
  • Herança: explicação da transmissão de características entre gerações.
  • Tempo: observável em algumas gerações via experimentos de reprodução.

Seleção Natural

• Exemplo: camundongos em áreas com rochas escuras.
  • Variação genética: camundongos pretos e claros (bege).
  • Predação: seleção natural favorece camundongos pretos, menos visíveis aos predadores.
  • Resultado: maior proporção de camundongos pretos na próxima geração.

Influência de Fatores Genéticos

• Fatores que afetam a frequência alélica:
  • Seleção natural, deriva genética, fluxo gênico, mutações e acasalamento não aleatório.
• Resultados da microevolução: divergência intraespécie levando à especiação.
• Exemplo prático: mudanças na frequência de variantes gênicas conferem resistência a inseticidas.

Mutações e Acasalamento

• Mutação: alteração aleatória no genótipo (troca de alelos).
• Acasalamento não aleatório: aumenta a similaridade genética dentro de populações, afetando a estrutura genética ao longo do tempo.

Importância da Genética de Populações

• Citação de Mayr (1954): necessidade de entender genética populacional para compreender a evolução.
• Definição de população na genética: grupo de indivíduos da mesma espécie em área geográfica restrita, com potencial de reprodução entre si.

Modelos Matemáticos na Genética Populacional

• Modelos discursivos: simplificação de situações complexas.
• Citação de George Box: "Todos os modelos estão errados...". Necessidade de atenção aos erros críticos nos modelos.

Modelos de Geração

• Modelos discretos:
  • Gerações não sobrepostas, morte do adulto após a reprodução.
• Modelos contínuos:
  • Equação Logística: dN(t)/dt = rN(t)(1 - N(t)/K), onde K é a capacidade de suporte do ambiente.

Fatores que Afetam a Frequência Alélica

• Seleção Natural: processo pelo qual traços vantajosos se tornam mais comuns na população.
• Deriva Genética: mudanças aleatórias na frequência alélica, especialmente em populações pequenas.
• Fluxo Gênico: transferência de alelos entre populações via migração ou troca de gametas.
• Mutações: surgimento de novos alelos que podem conferir vantagens adaptativas.
• Acasalamento Não Aleatório: seleção de parceiros com base em características fenotípicas ou genotípicas.

Exemplos dos Fatores que Afetam a Frequência Alélica

• Seleção Natural: Mariposa Biston betularia e a mudança de cor devido à poluição industrial.
• Deriva Genética: perda de diversidade genética após um evento catastrófico em pequenas populações de fauna.
• Fluxo Gênico: migração de borboletas azuis para uma população de borboletas amarelas, alterando a frequência da cor.
• Mutações: resistência a antibióticos em bactérias como vantagem adaptativa.
• Acasalamento Não Aleatório: escolha de parceiros com base na cor ou tamanho em peixes e pássaros, afetando a diversidade genética.