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1 Transgenicos e Evolução Marcos Sousa Marcos Sousa 2 Como as modificações são produzidas? Seleção Natural; Mutação; Fluxo Gênico; Deriva Genética. Marcos Sousa 3 Seleção Natural em ação Marcos Sousa 4 Biol 303 Natural Selection 4 Marcos Sousa 5 Seleção Natural em ação Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente 2 Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04 resistente 3ª geração: 0,76 não resistente 0,24 resistente Seleção Natural Resistência à sabão bactericida 1ª geração: 1,00 não resistente 0,00 resistente 2ª geração: 0,96 não resistente 0,04 resistente 3ª geração: 0,76 não resistente 0,24 resistente 4ª geração: 0,12 não resistente 0,88 resistente Marcos Sousa 9 Seleção Natural A seleção natural foi o princípio central da teoria das mudanças evolutivas de Darwin e ainda permanece como conceito fundamental na biologia evolutiva. A seleção natural nada mais é que sobrevivência e reprodução diferenciais. Marcos Sousa 10 Evolução biológica Descendência com modificação ao longo do tempo evolutivo Microevolução Mudanças pequenas e graduais ou variações de determinadas características de indivíduos, em nível de espécie ou abaixo deste. (Genética de Populações) Mudanças no pool gênico de uma população ao longo de gerações. Macroevolução Mudanças abruptas que ocorrem em nível de espécie ou outro nível mais abrangente. Marcos Sousa 11 Independentemente da forma gradual ou pontuada das modificações sofridas por uma espécie, o processo subjacente de adaptação de uma espécie ao seu ambiente é a Seleção Natural. A seleção natural, teoria geral da evolução proposta em 1859 por Charles Darwin, possui três pontos principais: Marcos Sousa 12 O que vimos até agora • Uma definição de evolução: “mudança de frequências alélicas ao longo do tempo”. • Os processos que levam a essas mudanças são: –Seleção –Fluxo Gênico –Mutação –Deriva 3 Marcos Sousa 13 Seleção Natural Seleção natural é a fertilidade diferencial entre diferentes genótipos, resultante de quaisquer fatores biológicos. O resultado da seleção, quanto às freqüências alélicas, depende do coeficiente de seleção (s) e do genótipo selecionado. Marcos Sousa 14 Marcos Sousa 15 Seleção Natural e fluxo gênico Mexilhão azul: polimórfico para amino- peptidase, onde o alelo Lap94 é vantajoso em alta salinidade e desvantajoso em baixa salinidade Em estuários, Lap94 é reduzido por mortalidade Mas sua freqüência é aumentada pela incursão de larvas provenientes da população oceânica Marcos Sousa 16 Mexilhão azul Marcos Sousa 17 Mutação Mutação é uma alteração no DNA Cria novos alelos Fonte de 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) Marcos Sousa 18 4 Marcos Sousa 19 Marcos Sousa 20 Marcos Sousa 21 Deriva Genética Em populações pequenas, um alelo pode desaparecer ou ser fixado pelo acaso, independentemente do fato de serem neutros, desfavoráveis ou favoráveis. Ou seja,quanto menor a população, maior é a variância, portanto a probabilidade de eliminação ou fixação de um alelo é maior e isso faz com que a homozigose aumente. Marcos Sousa 22 Marcos Sousa 23 Deriva Genética Se a freqüência não está muito perto do limite inferior, um fator importante é o tamanho efetivo da população. Uma população pode ser pequena: •Em seu início – efeito fundador •Em um (ou mais que um) momento de sua história – efeito gargalo de garrafa •A intervalos regulares – variação cíclica •Constantemente. Marcos Sousa 24 5 Marcos Sousa 25 Deriva Genética Uma mutação rara pode desaparecer pelo simples acaso Ex. população de 5000 e a mutação está com a menor freqüência possível: q=0,0001 (ou seja apenas um heterozigoto) Se esse heterozigoto não deixar descendentes, a mutação desaparecerá. Deriva Genética 8 RR 8 rr 2 RR 6 rr 0.50 R 0.50 r 0.25 R 0.75 r Antes: Depois: Marcos Sousa 27 Marcos Sousa 28 Marcos Sousa 29 ESPECIAÇÃO Divisão de uma espécie em duas reprodutivamente isoladas. Membros de espécies diferentes possuem diferenças genéticas, ecológicas, comportamentais e morfológicas. Marcos Sousa 30 Espécie ancestral Ocorrência de recombinação gênica e de mutações 6 Marcos Sousa 31 Como surgem novas espécies? Especiação alopátrica (*) Especiação parapátrica Especiação simpátrica Marcos Sousa 32 É resultante quando uma população é dividida por uma barreira geográfica Acredita-se que seja a forma predominante de especiação para a maioria dos organismos. Marcos Sousa 33 ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA (ISOLAMENTO GEOGRÁFICO ou VICARIÂNCIA) Ocorre quando populações fisicamente isoladas por uma barreira extrínseca desenvolvem isolamento reprodutivo intrínseco (genético). Se a barreira se romper entre as novas populações não existe a possibil idade de intercruzamentos. É o modelo de especiação mais comum entre evolucionistas. Marcos Sousa 34 É uma especiação alopátrica na qual o limite que separa as populações não é uma barreira física, mas outro fator. (comportamento, sazonalidade, reprodução). Qualquer fator que reduza o fluxo gênico ou aumente o gradiente de pressões seletivas, entre pequenas distâncias, pode gerar condições favoráveis à essa forma de especiação. Marcos Sousa 35 Corresponde à subdivisão de um conjunto gênico quando os membros da espécie-filha não estão separados geograficamente da espécie-mãe. O modo mais comum desse tipo de especiação é por poliploidia, um aumento no número dos cromossomos. Marcos Sousa 36 7 Marcos Sousa 37 Marcos Sousa 38 Seleção Natural African wild dog Coyote Fox W olf Jackal Thousands to millions of years of natural selection Ancestral canine Marcos Sousa 39 German shepherd Yorkshire terrier English springer spaniel Mini-dachshund Golden retriever Hundreds to thousands of years of breeding (artificial selection) Ancestral dog Seleção artificial Marcos Sousa 40
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