Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

32.3: Mutação, Fluxo Genético e Deriva Genética
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift
 
TRANSCRIPT

32.3: Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift

32.3: Mutação, Fluxo Genético e Deriva Genética

In a population that is not at Hardy-Weinberg equilibrium, the frequency of alleles changes over time. Therefore, any deviations from the five conditions of Hardy-Weinberg equilibrium can alter the genetic variation of a given population. Conditions that change the genetic variability of a population include mutations, natural selection, non-random mating, gene flow, and genetic drift (small population size).

Mechanisms of Genetic Variation

The original sources of genetic variation are mutations, which are changes in the nucleotide sequence of DNA. Mutations create new alleles and increase genetic variability. Most mutations do not cause significant changes to the health or functioning of an organism. However, if a mutation reduces the chances of survival, the organism may die before reproducing. Therefore, such harmful mutations are likely to be eliminated by natural selection.

Individuals in natural populations may also select their mates based on certain characteristics, and thus do not reproduce randomly. In this case, alleles for the traits that are selected against will become less frequent in the population.

Furthermore, populations can experience gene flow, the transfer of alleles into and out of gene pools, due to migration. A classic example of gene flow is observed in most baboon species. Female baboons mate most frequently with dominant males in a troop. Juvenile male baboons almost always leave their birth troops, likely to avoid inbreeding, and join a new troop, where they may pass their genes to offspring.

In genetic drift, chance events alter the allele frequencies of a population. A major disturbance, such as a natural disaster, may drastically reduce population size and thereby diminish genetic variation. The resulting composition of the gene pool was selected randomly (i.e., surviving the disturbance was not determined by the genetic make-up of the individual). Such a reduction of genetic diversity is called a genetic bottleneck.

Sometimes, a population may become fragmented into smaller populations due to urban development or other events. A new population is started by a small group of members of the original population and by chance, a previously rare allele may be relatively frequent. This effect on gene frequencies is known as the founder effect.

Importance of Genetic Variability

Genetic variation is the basis for evolution. Natural selection can occur only if multiple forms of genes (alleles) are present in the population—favoring alleles that confer a fitness advantage under current conditions. On the other hand, loss of genetic variation can have detrimental effects on populations. If the gene pool does not contain gene variants that promote survival and reproduction when the environment changes, the population cannot adapt and may vanish. These negative effects are more pronounced in smaller populations, as the gene pool is smaller to begin with. Smaller populations are hence more vulnerable to stochastic events. Conservation efforts often focus on increasing genetic variability via selective breeding of individuals in small and endangered populations.

Em uma população que não está no equilíbrio de Hardy-Weinberg, a frequência de alelos muda com o tempo. Portanto, quaisquer desvios das cinco condições do equilíbrio de Hardy-Weinberg podem alterar a variação genética de uma determinada população. As condições que alteram a variabilidade genética de uma população incluem mutações, seleção natural, acasalamento não aleatório, fluxo genético e deriva genética (pequeno tamanho populacional).

Mecanismos de Variação Genética

As fontes originais de variação genética são mutações, que são mudanças na sequência de nucleótidos do DNA. Mutações criam novos alelos e aumentam a variabilidade genética. A maioria das mutações não causam mudanças significativas na saúde ou funcionamento de um organismo. No entanto, se uma mutação diminuir a probabilidade de sobrevivência, o organismo pode morrer antes de se reproduzir. Portanto, tais mutações prejudiciais provavelmente serão eliminadas por seleção natural.

Os indivíduos em populações naturais também podem selecionar os seus companheiros com base em certas características e, portanto, não se reproduzirem aleatoriamente. Neste caso, alelos para características que não são selecionadas irão tornar-se menos frequentes na população.

Além disso, as populações podem experienciar o fluxo genético, a transferência de alelos para dentro e para fora de conjuntos genéticos, devido à migração. Um exemplo clássico de fluxo genético é observado na maioria das espécies de babuínos. Babuínos fêmeas acasalam mais frequentemente com machos dominantes em uma tropa. Babuínos machos juvenis quase sempre deixam as suas tropas biológicas, provavelmente para evitar a endogamia, e juntam-se a uma nova tropa, onde podem passar seus genes para os descendentes.

Na deriva genética, eventos de probabilidades alteram as frequências de alelos de uma população. Uma grande perturbação, como um desastre natural, pode reduzir drasticamente o tamanho da população e, assim, diminuir a variação genética. A composição resultante do conjunto genético foi selecionada aleatoriamente (ou seja, sobreviver à perturbação não foi determinada pela composição genética do indivíduo). Essa redução da diversidade genética é chamada de gargalo genético.

Às vezes, uma população pode fragmentar-se em populações mais pequenas devido ao desenvolvimento urbano ou outros eventos. Uma nova população é iniciada por um pequeno grupo de membros da população original e, por acaso, um alelo anteriormente raro pode ser relativamente frequente. Esse efeito nas frequências genéticas é conhecido como efeito fundador.

Importância da Variabilidade Genética

A variação genética é a base para a evolução. A seleção natural só pode ocorrer se várias formas de genes (alelos) estiverem presentes na população—favorecendo alelos que conferem uma vantagem adaptativa nas condições atuais. Por outro lado, a perda de variação genética pode ter efeitos prejudiciais sobre as populações. Se o conjunto genético não contiver variantes genéticas que promovem a sobrevivência e a reprodução quando o ambiente muda, a população pode não se adaptar e pode desaparecer. Esses efeitos negativos são mais acentuados em populações mais pequenas, uma vez que o conjunto genético é inicialmente menor. Populações menores são, portanto, mais vulneráveis a eventos estocásticos. Os esforços de conservação concentram-se muitas vezes no aumento da variabilidade genética através da reprodução seletiva de indivíduos em populações pequenas e ameaçadas.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter