Deriva Genética e Fluxo Gênico

A deriva genética é a mudança aleatória nas frequências alélicas devido ao tamanho finito da população, enquanto o fluxo gênico é o movimento de alelos entre populações através da migração; juntos, eles são as principais forças não seletivas que moldam a estrutura genética.

Definition

Deriva genética é a flutuação aleatória das frequências alélicas entre gerações, resultante da amostragem casual de gametas em uma população finita. Fluxo gênico é a transferência de alelos de uma população para outra através do movimento de indivíduos ou gametas.

Scope

Este tópico aborda a mudança estocástica nas frequências alélicas em populações finitas, o papel do tamanho efetivo da população, efeitos fundadores e gargalos, o efeito homogeneizador da migração entre populações, e como a deriva e o fluxo gênico se opõem à seleção e à adaptação local.

Core questions

• Como o tamanho efetivo da população determina a força da deriva genética?
• Quais são as consequências dos eventos fundadores e gargalos para a variação genética?
• Como o fluxo gênico homogeneíza as populações e restringe a adaptação local?
• Quando a deriva pode superar a seleção em alelos fracamente selecionados?

Key theories

Deriva genética aleatória

Em populações finitas, as frequências alélicas derivam aleatoriamente porque cada geração amostra um número limitado de gametas; a variância da mudança de frequência escala inversamente com o tamanho efetivo da população, eventualmente fixando ou perdendo alelos.

Teoria quase neutra

Se um alelo ligeiramente deletério se comporta como efetivamente neutro e deriva, ou é removido pela seleção, depende do produto de seu coeficiente de seleção e do tamanho efetivo da população.

Mechanisms

A deriva surge da amostragem binomial de alelos para a próxima geração; sua variância por geração é proporcional a p(1-p)/2N para o tamanho efetivo da população N, de modo que populações pequenas derivam mais rapidamente. Com o tempo, a deriva fixa ou perde alelos, reduz a heterozigosidade e erode a variação. Efeitos fundadores e gargalos são episódios de N drasticamente reduzido que amostram aleatoriamente a variação. O fluxo gênico neutraliza a deriva e a seleção introduzindo alelos migrantes; mesmo um pequeno número de migrantes por geração pode impedir que as populações divirjam apenas pela deriva.

Clinical relevance

Na biologia da conservação, populações pequenas e fragmentadas perdem variação genética devido à deriva e sofrem depressão por endogamia; gerenciar o fluxo gênico através de corredores ou translocação é uma ferramenta central de conservação. Os efeitos fundadores também explicam as frequências elevadas de certas doenças hereditárias em populações humanas isoladas.

History

Sewall Wright introduziu o conceito de deriva aleatória e tamanho efetivo da população na década de 1930, enquadrando sua teoria do equilíbrio mutável em torno da interação entre deriva, seleção e migração. Kimura e Ohta mais tarde tornaram a deriva central para a evolução molecular através das teorias neutra e quase neutra.

Debates

Importância relativa da deriva versus seleção

O grau em que a variação genética observada reflete a deriva neutra em vez da seleção tem sido contestado desde os debates neutralista-selecionista das décadas de 1960-1970 e agora é abordado com dados em escala genômica.

Key figures

• Sewall Wright
• Motoo Kimura
• Tomoko Ohta

Seminal works

• futuyma2017
• hartlClark2007
• ohta1973

Frequently asked questions

A deriva genética produz adaptação?

Não. A deriva altera as frequências alélicas aleatoriamente e não melhora consistentemente o ajuste ao ambiente; apenas a seleção natural produz sistematicamente adaptação.

Quanto fluxo gênico impede que as populações divirjam?

Como regra geral da teoria, aproximadamente um migrante por geração é suficiente para neutralizar a divergência por deriva, embora o limiar exato dependa da seleção e da estrutura populacional.