Variação e seu significado biológico

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Aula 2 Genetica Lay Feitosa 
Introdução 
- Todos os organismos que constituem uma dada espécie animal ou 
vegetal são semelhantes, em decorrência de receberem material 
genético de ancestrais comuns. Porém, em uma análise mais 
detalhada de dois ou mais indivíduos dessa espécie, notamos que 
eles nem sempre são completamente idênticos, ao contrário, 
notam-se diferenças fenotípicas para várias características. 
- Essas diferenças constituem a variação. 
- Caráter: as informações que identificam um indivíduo. Assim, 
tomando como exemplo uma planta de milho, há inúmeros 
caracteres, isto é, altura da planta, cor das folhas, tamanho das 
raízes, cor dos grãos, tamanho dos grãos, teor de proteína, 
produtividade de grãos, etc., que identificam cada planta. Se fosse 
um bovino, entre os caracteres que identificam o indivíduo estariam 
o sexo, a cor da pelagem, a presença ou não de chifres, a 
produtividade de leite e o teor de gordura no leite. 
- As diferentes expressões de um dado caráter constituem o que 
denominamos de fenótipo. Para o caráter altura da planta de milho 
o fenótipo pode ser alto ou baixo, para a cor dos grãos o fenótipo 
pode ser amarelo ou branco. Já para a produção de leite de uma 
vaca, o fenótipo pode assumir qualquer valor em termos de kg de 
leite por lactação, enquanto para a cor da pelagem o fenótipo pode 
ser preto e branco ou vermelho e branco. 
- A variação fenotípica.: pode ocorrer em virtude de diferenças 
ambientais (variação ambiental) a que os indivíduos estão 
submetidos ou ocorrer por causa de diferenças em suas 
constituições genéticas (variação genética). 
- A variação ambiental se deve a qualquer diferença, excetuando-
se aquelas de natureza genética, que se originam em função de 
flutuações na fertilidade do solo, nutrição, temperatura, incidência 
de doenças ou pragas, umidade, etc. Assim, se tomarmos dois 
pedaços do caule (manivas) retiradas de uma mesma planta de 
mandioca, portanto geneticamente idênticas, e plantarmos em 
condições diferentes de fertilidade, uma das plantas produzirá 
muito mais raízes do que a outra. A variação fenotípica, nesse 
caso, é toda ambiental. 
- É oportuno salientar que a variação ambiental quase sempre está 
presente, o que muda é a intensidade com que ela pode se 
manifestar. Um outro aspecto da variação ambiental é que ela 
nunca pode ser transmitida à descendência. Por exemplo, se uma 
vaca apresenta uma alta produção de leite, em razão do excelente 
manejo dado pelo pecuarista, a produtividade de sua descendência 
será inferior, se os animais forem submetidos a piores condições 
de manejo. Assim, como a variação ambiental não é transmitida à 
descendência, ela não é utilizada na seleção e, portanto, não 
promove o melhoramento genético. 
- A variação genética aparece em decorrência das diferenças nas 
constituições genéticas que, por sua vez, surgem pela mutação. Ao 
contrário da variação ambiental, a variação genética pode, pelo 
menos em parte, ser transmitida à descendência e, portanto, é 
hereditária, sendo, por esta razão, essencial para o melhoramento 
genético das espécies domesticadas e para a evolução de todas as 
espécies. 
- A existência de variabilidade genética é importante para a 
continuidade das espécies e, também, para que, por meio do 
melhoramento genético, sejam obtidas novas combinações de 
maior interesse para o homem. 
 
Conservação da variabilidade genética 
→ A preservação da variabilidade, ou a conservação dos recursos 
genéticos é considerada uma das questões mais importantes para 
a sobrevivência da humanidade e tem recebido a atenção dos 
governantes. A diversidade representa a base biológica para que 
se possa produzir os alimentos hoje, bem como dispor de meios 
para enfrentar os desafios futuros em termos de crescimento 
populacional, mudanças climáticas e presença de pragas e doenças, 
que estão em constante evolução. 
- A conservação das espécies pode ser feita in situ ou ex situ. No 
primeiro caso, a conservação da variabilidade genética é feita no 
ambiente onde a espécie se evoluiu e, no segundo caso, a 
conservação é realizada em bancos de germoplasma, entendendo-
se como germoplasma um conjunto de indivíduos representativos 
de uma espécie. 
 
⁕ CONSERVAÇÃO IN SITU 
- A conservação in situ tem sido preferida para as espécies 
selvagens e parentes das culturas que ocorrem na natureza. Os 
alelos dessas espécies podem ser transferidos para a espécie 
cultivada, contribuindo para aumentar a tolerância a condições de 
estresse ambiental, bem como a resistência a pragas e doenças; 
além disso, têm sido encontrados muitos alelos que conferem 
melhor sabor, qualidades culinárias e valor nutricional. 
- Uma das vantagens preconizadas para a conservação in situ é a 
possibilidade das espécies continuarem seus processos evolutivos, 
o que lhes permitiria coevoluírem com os seus patógenos e pragas. 
Por outro lado, esse tipo de conservação não é adequado para 
cultivares. 
 
⁕ CONSERVAÇÃO EX SITU 
- A principal ênfase para a conservação da variabilidade genética 
ex situ tem sido dada para as cultivares primitivas das espécies 
mais importantes. 
- O banco de germoplasma é o local onde se armazena o material 
genético das espécies de interesse. Em outras palavras, banco de 
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germoplasma é um banco de alelos, que são as formas alternativas 
dos genes e que caracterizam a existência de diversidade genética. 
- Os bancos de germoplasma não possuem apenas a função de 
armazenar o germoplasma, sendo também responsáveis pelas 
atividades de prospecção, coleta, introdução, intercâmbio, 
quarentena, caracterização, conservação, inspeção, multiplicação 
e regeneração do germoplasma. 
a) Prospecção e coleta - A prospecção é uma atividade que 
antecede a coleta do germoplasma e objetiva efetuar um estudo 
preliminar para assegurar o sucesso de uma expedição de coleta. 
A coleta deve ser realizada de preferência em regiões onde a 
espécie possui maior variabilidade. Um aspecto importante a ser 
observado na coleta é o tamanho da amostra, que varia, 
principalmente em função do modo de reprodução da espécie. 
b) Introdução, intercâmbio e quarentena - Uma outra forma de 
obtenção de acessos para um banco de germoplasma é por meio 
da introdução e intercâmbio. O intercâmbio se constitui no 
recebimento e envio de germoplasma para outros centros de 
conservação, podendo ser considerado uma das formas mais 
efetivas de aumento de variabilidade a ser preservada. 
- Normalmente, o intercâmbio e o serviço de quarentena são 
atividades de um mesmo setor dentro dos grandes bancos de 
germoplasma, que tema responsabilidade de reduzir os riscos de 
introdução inadvertida de enfermidades e pragas no país, ou região 
que recebe o material genético. 
- O setor de intercâmbio e quarentena, normalmente, possui 
laboratórios de bacteriologia, micologia, virologia, nematologia e 
entomologia, visando a evitar a disseminação desses patógenos e 
pragas. 
c) Caracterização - Após a coleta ou introdução, o acesso deve 
ser, se possível, caracterizado, permitindo aos melhoristas tomar 
conhecimento das qualidades disponíveis no germoplasma das 
espécies que serão preservadas. 
d) Conservação – Existem diversos métodos de conservação ex 
situ, tais como bancos de sementes, preservação in vivo, cultura 
de tecidos e criopreservação para pólen, meristemas, embriões, 
sêmen e microrganismos. As sementes são a forma mais 
apropriada para armazenamento de germoplasma vegetal, pois, 
geralmente, são de tamanho reduzido e ocupam pequeno espaço. 
Para fins de armazenamento, elas são classificadas em dois 
grandes grupos: 
1) Sementes ortodoxas - aquelas que podem ser dessecadas a 
baixos teores de umidade (4 a 6%) e armazenadas por longos 
períodos em câmaras frias, em embalagens herméticas. Como 
exemplos, temos o milho, feijão, trigo, arroz, soja, algodão, cebola, 
cenoura, tomate, eucalipto, etc. 
2) Sementes recalcitrantes - aquelas que morrem rapidamente 
quando dessecadas abaixo de determinadosníveis críticos, 
podendo, por isso, ser armazenadas apenas por poucas semanas 
ou meses. Como exemplos, citam-se o café e cacau. 
e) Multiplicação e regeneração - A multiplicação é a reprodução de 
um acesso para atender à demanda dos melhoristas ou para fins 
de intercâmbio. Cuidados devem ser tomados no processo de 
amostragem (tamanho da amostra), evitando alterações nas 
frequências alélicas. Normalmente, a multiplicação se dá em 
condições de campo, ou de casa de vegetação, principalmente, 
quando se trata de espécie propagada por sementes. 
- A regeneração é a reprodução de um acesso visando à 
manutenção da sua integridade genética e a sua conservação por 
mais um período de tempo no banco. Recomenda-se que essa 
regeneração deva ser feita, toda vez que as sementes 
armazenadas apresentem porcentagem de germinação mínima 
para cada espécie. 
 
CONSERVAÇÃO DA VARIABILIDADE GENÉTICA NO BRASIL 
→ No Brasil, a conservação da variabilidade genética tem sido 
coordenada pela EMBRAPA, Recursos Genéticos e Biotecnologia 
(CENARGEN) fundada em 1974. 
- O CENARGEN iniciou as atividades de coleta, em 1975, e conta 
hoje com mais de 350.000 acessos de feijão, arroz, cevada, soja, 
trigo, sorgo, milho, caupi, algodão, triticale, amendoim, aveia e 
outras espécies. Algumas espécies de propagação vegetativa como 
mandioca, batata-doce, cará, batata, banana, morango e aspargo 
são conservadas in vitro. 
- A conservação ex situ também é feita em diversos bancos de 
germoplasma distribuídos nas várias unidades da Embrapa (Tabela 
2.1). 
- A conservação in situ, no CENARGEN, iniciou-se em 1984, com a 
criação de 5 reservas genéticas onde são preservadas espécies 
como o pinheiro-do-Paraná, imbuía, erva mate, jequitibá, cedro, 
angico, mogno, etc. 
- O CENARGEN também se preocupa com a conservação de 
germoplasma animal iniciada em 1981. A conservação é feita in vivo 
nos núcleos de criação e inclui bovinos (Mocho Nacional, Crioulo 
Lageano, Pantaneiro, Curraleiro), bubalinos (Baio e Carabao), ovinos 
(Crioulo Lanado, Santa Inês eMorada Nova); equinos (Lavradeiro e 
Pantaneiro), asininos (Jumento Nordestino e Jegue), caprinos 
(Moxotó, Marota, Canindé e Repartida), suínos (Moura, Caruncho, 
Pirapetinga, Piau, Canastra, Macao e Nilo) e aves. A maioria dessas 
raças está no Brasil desde o período colonial e desenvolveram 
rusticidade e adaptabilidade que são importantes para os 
programas de melhoramento. Realiza-se, ainda, a criopreservação 
de sêmen e embriões de bovinos e sêmen de caprinos. 
 
 
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CONSERVAÇÃO DA VARIABILIDADE GENÉTICA NO MUNDO 
→ As coleções de sementes de todo o mundo estão vulneráveis 
a uma ampla gama de ameaças – combates civis, guerras, 
catástrofes naturais, e, mais frequentemente, mas não menos 
desastroso, é o manuseio incorreto, falta de recursos adequados 
e falhas de equipamentos. Variedades únicas das nossas culturas 
mais valiosas são perdidas toda vez que alguns desses desastres 
acontecem, de modo que amostras duplicadas das coleções em 
vários locais em todo o mundo atuam como uma apólice de seguros 
para o suprimento de alimentos no mundo. Ao redor de todo o 
mundo, diversos centros são responsáveis pela preservação da 
diversidade genética. 
- Na Tabela 2.2, é apresentada uma relação das Instituições onde 
se concentramos principais bancos de germoplasma. Em 2008, foi 
inaugurado o maior banco de germoplasma do mundo localizado em 
Svalbard (Noruega). 
 
 
 
- O Svalbard Global Seed Vault (Silo Global de Sementes de Svalbard) 
foi criado para servir como um seguro para a diversidade das 
espécies cultivadas (Figura 2.1). A ideia surgiu no ano de 1980, mas 
somente com o apoio da “International Treaty on Plant Genetic 
Resources” (Comitê Internacional de Recursos Genéticos de 
Plantas) e de um acordo internacional para a conservação e acesso 
à diversidade das culturas que a construção se tornou possível. 
- O silo de sementes de Svalbard é o maior silo para sementes do 
mundo, e foi construído próximo à pequena vila de Longyearbyen, 
no remoto arquipélago Ártico de Svalbard, a apenas cerca de 1120 
km ao sul do pólo norte. O silo de Svalbard tem como objetivo 
salvaguardar a biodiversidade das espécies de plantas cultivadas 
que servem como alimento para as populações do mundo e seus 
países e preservará cerca 90% das sementes conhecidas 
existentes no mundo, doadas pelos países produtores. 
 
PROBLEMAS PROPOSTOS 
1. Por que é importante para a genética a existência de variação? 
 
2. Explique por que a variação genética é herdável e a variação 
ambiental não é herdável. 
 
3. Uma vaca, durante a sua vida, produziu 5 bezerras e 3 
bezerros, e o peso dos animais no momento do nascimento foi 
diferente. Qual a natureza dessa variação? Qual seria sua 
resposta, se fosse considerada a variação no peso ao nascer dos 
8 leitões de uma leitegada de uma porca? 
 
4. Qual a principal atividade do Centro Nacional de Pesquisa de 
Recursos Genéticos e Biotecnologia (CENARGEN)? O que faz o 
profissional que trabalha nesse centro? 
 
5. Explique qual é a importância de conservar o germoplasma das 
espécies cultivadas e de seus parentes próximos.