11/11/2015

Mecanismos da Evolução

 Existem três mecanismos básicos de mudanças evolutivas:
  1. Selecção Natural
  2. Deriva Genética
  3. Fluxo Genético
A selecção natural favorece os genes que melhoram a capacidade para a sobrevivência e reprodução. A deriva genética é a mudança aleatória na frequência de alelos, causada pela amostragem aleatória dos genes de uma geração durante a reprodução, e o fluxo genético é a transferência de genes entre (e dentro de) populações. A importância relativa da selecção natural e deriva genética numa população varia conforme a intensidade da selecção e do efectivo populacional, que é o número de indivíduos capazes de se reproduzir. A selecção natural costuma predominar em grandes populações. A predominância de derivação genética em pequenas populações é capaz até mesmo de levar a fixação de suaves mutações deletérias. Como resultado, mudanças no tamanho da população podem influenciar dramaticamente o rumo da evolução. Os efeitos de gargalo, onde a população encolhe temporariamente e portanto perde variação genética, resultam numa população mais uniforme; surgindo igualmente de alterações no fluxo genético como uma diminuição da migração, expansões para outros habitats ou subdivisão populacional.

Selecção natural

A selecção natural é o mecanismo pelo qual mutuações genéticas que melhoram a reprodução tornam-se, ou permanecem, mais comuns em gerações sucessivas de uma população. Este mecanismo tem sido muitas vezes chamado de "auto-evidente" porque segue forçosamente a partir de três simples factos:
  • variação hereditária existente nas populações de organismos;
  • os organismos produzem mais descendentes do que que os que podem sobreviver;
  • estes descendentes têm capacidade variável para sobreviver e reproduzirem-se.
Estas condições geram competição entre os organismos para a sua sobrevivência e reprodução. Por isso, organismos com características que lhes trazem vantagem sobre o seus competidores transmitem estas características vantajosas, enquanto que características que não conferem nenhuma vantagem não são passadas para a geração seguinte.
O conceito central da selecção natural é a aptidão evolutiva de um organismo. Isto mede a contribuição genética de um organismo para a geração seguinte. Contudo, não é o mesmo que o número total de descendentes: a aptidão mede a proporção de gerações subsequentes que carregam os genes de um organismo. Consequentemente, se um alelo aumenta a aptidão mais do que outros alelos do mesmo gene, então em cada geração esse alelo tornar-se-à mais comum dentro da população. Diz-se que estas características  são "seleccionadas a favor" ou "positivamente". Exemplos de características que podem aumentar a aptidão são a sobrevivência melhorada e o aumento da fecundidade. Pelo contrário, uma aptidão mais baixa, causada por ter um alelo menos beneficial, resulta na diminuição da frequência deste alelo; são "seleccionados contra" ou "negativamente". É importante notar que a aptidão de um alelo não é uma característica fixa. Se o ambiente muda, as características que antes eram neutras ou prejudiciais podem tornar-se benéficas ou vice-versa.
A selecção natural dentro de uma população, de uma característica que pode variar dentro de uma gama de valores, tal como a altura, pode ser categorizada em três tipos diferentes:
  1. Selecção direccional - desvio do valor médio de uma característica ao longo do tempo. Por exemplo certos organismos  que lentamente vão ficando mais altos de geração para geração. 
  2. Selecção disruptiva - selecção a favor de valores extremos das características e frequentemente tem o resultado de dois valores diferentes se tornarem mais comuns, com selecção contra valores médios. Isto aconteceria quando quer indivíduos altos ou baixos têm certa vantagem, mas não o que têm altura média. 
  3. Selecção estabilizadora - existe selecção contra valores extremos das características em ambos os lados do espectro, o que causa uma diminuição da variância à volta do valor médio. Isto provocaria, usando o mesmo exemplo, que os organismos se fossem tornando todos da mesma altura.
Um caso especial de selecção natural, é a selecção sexual, que é a selecção sobre qualquer característica que aumente o sucesso reprodutor, incrementando a capacidade de atracção de um organismo a potenciais parceiros. As características que evoluíram através de selecção sexual são particularmente proeminentes nos machos de algumas espécies de animais, apesar de algumas características como hastes muito elaboradas, chamamentos ou cores vivas poderem atrair predadores, diminuindo, por isso, a sobrevivência desses machos. Esta desvantagem é compensada pelo maior sucesso reprodutivo em machos que apresentem estas características seleccionadas sexualmente.
Uma área de pesquisa activa actualmente refere-se à unidade de selecção, com propostas de que a selecção natural actua ao nível dos genes, células, indivíduos, populações ou mesmo espécies. Nenhum destes modelos são mutuamente exclusivos e a selecção pode actuar em vários níveis simultaneamente. Abaixo do nível do indivíduo, genes chamados transposões tentam copiar-se a si próprios ao longo do genoma. A selecção acima do nível do indivíduo, tal como a selecção de grupos, pode permitir a evolução de cooperação, como discutido mais abaixo.


Deriva genética

A deriva genética é a mudança na sequência alélica de uma geração para a outra que acontece porque os alelos nos descendentes são amostras aleatórias dos presentes nos progenitores. Em termos matemáticos, os alelos estão sujeitos a erros de amostragem. Como resultado, quando as forças selectivas estão ausentes ou são relativamente fracas, frequências alélica tendem a "andar à deriva" para cima ou para baixo ao acaso (numa caminhada aleatória). Esta deriva termina quando, eventualmente, um alelo fica fixo, quer por desaparecer da população, ou por substituir completamente todos os outros alelos. A deriva genética pode assim eliminar alguns alelos de uma população meramente devido ao acaso, e duas populações separadas que começaram com a mesma estrutura genética podem divergir para duas populações com um conjunto diferente de alelos.
O tempo necessário para que um alelo se fixe por deriva genética depende do tamanho da população, com a fixação a acontecer de forma mais rápida em populações mais pequenas. A medida mais importante para este caso é o efectivo populacional, que foi definido por Sewall Wright como o número teórico que representa o número de indivíduos reprodutores que exibem o mesmo grau de consanguinidade.
Apesar da selecção natural ser responsável pela adaptação, a importância relativa das duas forças, selecção natural e deriva genética, como motores de mudança evolutiva em geral, é uma área de pesquisa atual em biologia evolutiva. Estas investigações foram desencadeadas pela teoria neutral da evolução molecular, que propôs  que a maioria das mudanças evolutivas resultam da fixação de mutações neutrais, que não têm efeito imediato na aptidão de um organismo. Daí que, neste modelo a maioria das mudanças genéticas resulte da constante pressão mutacional e deriva genética.

Fluxo génico

O fluxo génico é a troca de genes entre populações, que são normalmente da mesma espécie. Exemplos de fluxo génico entre espécies incluem a migração seguido de cruzamento de organismos, ou a troca de pólen. A transferência de genes entre espécies inclui a formação de híbridos e transferência lateral de genes.
A migração para dentro ou para fora de uma população pode mudar as frequências alélicas. A imigração pode adicionar material genético novo para o pool genético já estabelecido de uma população. Por outro lado, a emigração pode remover material genético. As barreiras à reprodução (ver em Evolução) são necessárias para que as populações se tornem em novas espécies, sendo que o fluxo génico pode travar este processo, espalhando as diferenças genéticas entre as populações. O fluxo génico é impedido por barreiras como cadeias montanhosas, oceanos ou desertos, ou mesmo por estruturas artificiais como a Grande Muralha da China, que tem prejudicado o fluxo de genes de plantas.
Dependendo de quanto é que duas espécies divergiram desde o seu ancestral comum mais recente, pode ainda ser possível que produzam descendência, tais como é exemplificado pelo cruzamento entre cavalos e burros, que produzem mulas. Geralmente estes híbridos são estéreis, devido à impossibilidade dos dois conjuntos de cromossomas se emparelharem durante a meiose. Neste caso, espécies próximas são capazes de se cruzar regularmente, mas os híbridos serão seleccionados contra  e as espécies permanecerão separadas. Contudo, ocasionalmente podem formar-se híbridos viáveis e, mesmo, formar novas espécies. Estas novas espécies podem ter propriedades intermédias entre as espécies parentais ou possuir fenótipos totalmente novos. A importância da hibridização no processo de criação de novas espécies de animais não é clara, apesar de haver alguns casos conhecidos em muitos tipos de animais, sendo a espécie Hyla versicolor um exemplo particularmente bem estudado.
No entanto, a hibridição é um importante meio de especiação em plantas, uma vez que a poliploidia (ter mais do que duas cópias de cada cromossoma) é tolerada em plantas mais prontamente do que em animais. A poliploidia é importante em híbridos porque permite a reprodução, com cada um dos conjuntos de cromossomas capaz de emparelhar com um par idêntico durante a meiose. Os ploplóides também têm mais diversidade genética, o que permite que evitem depressão de consanguinidade em populações pequenas.
A transferência génica horizontal de material genético de um organismo para outro que não é o seu descendente. Isto é mais comum em bactérias. Em medicina, isto contribui para a disseminação de resistência a antibióticos, porque assim que uma bactéria adquire genes de resistência eles podem-se transferir rapidamente para outras espécies. Também é possível que tenha ocorrido transferência horizontal de genes de bactérias para eucariontes como a levedura Saccharomyces cerevisiae e para o escaravelho Callosobruchus chinensis, por exemplo. Os vírus também podem transportar ADN entre organismos, permitindo a transferência de genes mesmo entre domínios. A transferência de genes também ocorreu entre os ancestrais das células eucarióticas e procariontes, durante a aquisição do cloroplasto e da mitocôndria.



Fonte

https://pt.wikipedia.org/wiki/Evolu%C3%A7%C3%A3o

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