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Hardy Weinberg Especiação Atualizado em: |
Pressupostos de Hardy-Weinberg princípio
O Hardy-Weinberg princípio requer que existe:
Nenhuma migração
Nenhuma mutação
Nenhuma seleção
Grande população
Acasalamento é aleatório
Utilidade de Hardy-Weinberg princípio
Hardy-Weinberg fornece um referencial teórico contra o qual as populações reais podem ser comparados.
desvios das suposições ocorrem: Hardy-Weinberg fornece um ponto de referência para avaliar as causas e consequências das partidas.
deriva genética: alterações aleatórias nas frequências dos genes
deriva genética significa a alteração aleatória das frequências dos genes numa população.
algumas dessas mudanças são “neutras”: mudanças em frequências alelas quando os alelos não têm nenhuma consequência imediata para a biologia da população. Exemplo: código de codões sinônimo para os mesmos aminoácidos e, portanto, fazer exatamente a mesma proteína.
exemplos de deriva genética
gargalo populacional. As espécies temporariamente reduzidas a um número muito reduzido perdem a diversidade genética. Exemplo: cheetahs — baixa população durante o Pleistoceno; focas-elefantes — caçados até quase extinção durante o século XIX.
efeito fundador. Populações fundadas por apenas alguns indivíduos têm frequências genéticas incomuns.
significância da deriva genética
o efeito fundador pode iniciar uma nova população com frequências genéticas incomuns que se tornam a base de novas adaptações.
gargalo causa redução da diversidade genética.
para alelos neutros, a deriva genética ocorre em todas as populações e espécies. Como consequência, populações separadas (e espécies) acumulam diferenças genéticas.Fluxo genético significa o movimento de organismos individuais de uma população para outra, ou simplesmente o movimento de gâmetas (por exemplo, pólen).
o fluxo genético aproxima as frequências genéticas das populações adjacentes. O fluxo genético tem o efeito oposto do efeito fundador: se ocorrer, previne a acumulação de diferenças genéticas.
significância do fluxo genético
se ocorrer, o fluxo genético mantém as populações adjacentes Unidas.
para que as populações se separem o suficiente para serem consideradas espécies separadas, devem existir barreiras para evitar qualquer fluxo genético significativo.Mutações
mutação
mutações são alterações espontâneas no material genético. Estas alterações incluem:
mutações pontuais: alterações num único par base no ADN
mutações de mudança de quadros: eliminação ou inserção de um único par extra base (codon=3 bases).
alterações cromossómicas: duplicação, supressão, inversão, translocação.
significância da mutação
mutações introduzem novos alelos. Normalmente, os novos alelos são deletérios. Alguns poucos, num novo contexto ambiental, acabam por ser benéficos. (Talvez não imediatamente!)
algumas mutações cromossómicas (por exemplo, inversão) produzem barreiras à reprodução entre um novo arranjo cromossómico e o arranjo ancestral.
acasalamento Não Aleatório
o princípio Hardy-Weinberg assume acasalamento Aleatório: selecção de acasalamento sem ter em conta o genótipo.O acasalamento Não aleatório significa que a selecção do acasalamento é influenciada por diferenças fenotípicas baseadas em diferenças genotípicas subjacentes.
exemplo de acasalamento Não-Aleatório: selecção Sexual
em algumas espécies, os machos adquirem harém e monopolizam as fêmeas. (Alce, focas-elefante, cavalos, leões, etc.) Comumente, os machos de tais espécies são muito maiores do que as fêmeas.
em algumas espécies, as fêmeas escolhem parceiros mais atraentes. (Pavões, Woodducks, moscas da fruta, etc.)
significado do acasalamento Não Aleatório.
dimorfismo Sexual (diferenças conspícuas entre os dois sexos) resulta de acasalamento Não Aleatório. O processo é um caso especial de seleção natural conhecido como seleção sexual.
a selecção Sexual pode servir como uma barreira à reprodução entre espécies muito semelhantes. Exemplo: rituais de namoro.
Resumo das excepções aos pressupostos H/W.
deriva genética — alterações aleatórias (efeito fundador, gargalo e deriva genética neutra).
fluxo genético — movimento de alelos.Mutação: novo material genético.
acasalamento Não Aleatório — selecção sexual, etc.
selecção Natural — alterações adaptativas no pool genético.
Hardy-Weinberg ajuda a identificar processos populacionais naturais.
cada tipo de partida produz desvios característicos das previsões de Hardy-Weinberg.
exemplo: a selecção produz alterações nas frequências genéticas esperadas entre indivíduos recém-nascidos e sobreviventes adultos.
Hardy-Weinberg é a “hipótese nula” estatística usada para testar dados de genética populacional.
Evolution, natural selection, genetic drift
Evolution is: changes in the gene frequencies of a population over several generations.
seleção Natural é um processo: que ocorre se uma população tem variação, diferenças de aptidão, herança.
deriva genética É: alterações aleatórias na frequência genética de uma geração para a seguinte.
a evolução pode ser o resultado de….Selecção Natural, se o ambiente mudar. A seleção Natural é responsável pela evolução adaptativa.
deriva genética, se ocorrerem alterações aleatórias nas frequências genéticas. A deriva genética não produz evolução adaptativa. Alelos neutros mudam por causa da deriva genética.O que é uma espécie?
os indivíduos que pertencem à mesma espécie são “similares” (mas e o dimorfismo sexual? diferenças fenotípicas conspícuas?, …)
uma espécie biológica é definida como uma população ou grupo de populações cujos membros têm o potencial de procriar e produzir descendência fértil.
espécies: atadas por um conjunto genético comum
mulas são indivíduos robustos produzidos por um cruzamento entre indivíduos de duas espécies diferentes: Cavalo X burro. Mas as mulas são estéreis — daí as duas espécies permanecerem separadas apesar de cruzarem.
o eastern e o western meadowlark parecem quase iguais, mas a canção do cortejo é muito diferente — eles não cruzam.
uma espécie é…
um grupo de indivíduos que cruzaram e, portanto, representam um conjunto genético comum.
se existem barreiras reprodutivas que impedem (permanentemente) duas populações de procriação, elas pertencem a espécies separadas.
An aside about spelling
the singular of species is….
espécie
o plural de espécies é…
espécies
espécies similares são agrupadas como um gênero (singular). O plural é géneros: dois ou mais géneros.Especiação: a divisão de uma espécie em duas ou mais espécies.Uma variedade de mecanismos foram descobertos que podem causar especiação–a divisão de uma espécie (ancestral) em duas ou mais espécies (descendentes).
a chave é o isolamento reprodutivo. Os mecanismos introduzem barreiras à reprodução. As barreiras podem ser aumentadas por seleção, ou apagadas por cruzamento. O tempo dirá qual.
Significance of reproductive barriers
The significance of reproductive barriers is that they maintain genetic isolation between two populations. Se tais barreiras forem completas, as populações representam espécies distintas.
barreiras podem surgir por uma variedade de meios diferentes. Exemplo: isolamento geográfico seguido de deriva, mutação ou seleção até que o isolamento reprodutivo esteja completo.
o processo de especiação
muitos mecanismos diferentes foram estudados.
dois exemplos
*especiação Alopátrica … especiação baseada na separação geográfica, e…
*poliploidia-especiação baseada num mecanismo cromossómico.
especiação Alopátrica
o isolamento geográfico é um dos mecanismos que podem provocar o isolamento reprodutivo.
especiação Alopátrica significa: especiação que segue (ao longo do tempo) após o isolamento geográfico. A barreira inicial à reprodução é a separação física. Dado o tempo suficiente (muitas gerações), podem acumular-se diferenças suficientes para tornar a separação permanente.
exemplo de especiação alopátrica
Sua população comum ancestral foi dividida pelo crescimento do Istmo do Panamá há cerca de 5 milhões de anos.
desde que esta separação alopátrica ocorreu, as duas espécies mudaram independentemente.
um exemplo Ambíguo
especiação Alopátrica é um processo que pode ser interrompido antes da conclusão.
possível exemplo: deermice. Há 4 populações intimamente relacionadas no Intermountain west. Todos os 4 são distintos em alguns aspectos, mas interbreed, exceto: duas das subespécies não interbreed, embora eles se sobreponham.
assim, são estas espécies ou apenas populações da mesma espécie?
duas das populações (em Montana/Idaho) sobrepõem-se, mas não se cruzam. Por isso, devem ser espécies diferentes.
ambos interbreed com as outras duas populações, assim os genes podem fluir de um para o outro.
a resposta: o tempo dirá. Com mais divergência, a especiação ocorrerá. Com mais cruzamento, não vai acontecer.Especiação: um processo dinâmico
especiação é um processo dinâmico–está ocorrendo em muitos lugares em muitas populações,mas está sendo revertido em muitos lugares por cruzamento.
devemos esperar ver: populações com potencial para divergir (ex. Caracol p238), populações que divergiram cavalos e burros), populações que podem estar em processo (deermice).
barreiras reprodutivas — muitos tipos. (ver p241).
barreiras à reprodução podem impedir qualquer acasalamento: comportamental (cortejo, etc.); habitat (as populações escolhem diferentes habitats, e nunca se encontram), etc. Tais barreiras são barreiras prezigóticas. Sem fertilização.
barreiras à reprodução podem impedir o sucesso reprodutivo subsequente: esterilidade (os híbridos morrem ou são inférteis), etc. Tais barreiras são barreiras postzigóticas.
significância da poliploidia
a ocorrência de gâmetas diplóides (raros) pode dar origem a um indivíduo poliploid após a fertilização.
muitas plantas (por exemplo, ervilhas de Mendel) são hermafroditas.
a poliploidia pode dar origem a uma nova espécie: devido à incompatibilidade entre os progenitores e os descendentes, os descendentes são distintos.
Poliploidy: common means of speciation in plants
A common means of developing genetic isolation in plants is known as polyploidy.
em contraste com a maioria dos animais, conjuntos extra de cromossomas em muitas plantas não são perturbadores.
as plantas às vezes (raramente) produzem gâmetas com um conjunto diplóide de cromossomas. Se fertilizado, o resultado é uma planta poliplóide.
Vocabulary of “ploidy”.
haplóide — meio conjunto de cromossomas
diplóide–duplo conjunto de cromossomas (a norma em organismos sexuais típicos)
triplóide — 3 conjuntos de cromossomas (normalmente estéril, porque a junção de cromossomas durante a meiose é impossível).
tetraplóide — 4 conjuntos de cromossomas. (Meiose OK para qualquer número par ploidy.)
trigo: um caso de poliploidia e especiação.
o trigo moderno é o resultado de duas hibridizações sucessivas (ver figura 15.6).
hibridização 1: Trigo Einkorn com trigo selvagem. O Trigo Einkorn e o trigo selvagem tinham cada um 14 cromossomas. O híbrido (eventualmente) tinha 28 cromossomas: poliploidia.
a segunda hibridação trouxe o número de cromossomos para 42 no trigo moderno.
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