Mecanismos da Evolução
A evolução é a mudança nas características hereditárias das populações ao longo das gerações, impulsionada por um pequeno conjunto de processos: seleção natural, deriva genética, mutação, fluxo gênico e recombinação.
Definition
Os mecanismos da evolução são os processos em nível populacional que alteram a composição genética das populações entre gerações. Juntos, eles respondem tanto pela mudança adaptativa (impulsionada pela seleção) quanto pela mudança não adaptativa (impulsionada pela deriva, pressão de mutação e migração).
Scope
Esta área abrange as forças centrais que alteram as frequências alélicas e genotípicas nas populações ao longo do tempo. Ela trata a seleção natural como o único processo que produz sistematicamente adaptação, juntamente com o processo estocástico da deriva genética, a introdução de nova variação via mutação, o efeito de mistura do fluxo gênico e da recombinação, e os conceitos de aptidão e adaptação que os interligam.
Sub-topics
Core questions
- Quais processos alteram as frequências alélicas em uma população e quais deles produzem adaptação?
- Como as forças determinísticas (seleção) e estocásticas (deriva) interagem em populações finitas?
- Qual é a fonte última da variação hereditária sobre a qual a evolução atua?
- Como a aptidão é definida e medida, e como ela conecta o genótipo ao sucesso evolutivo?
Key theories
- Seleção natural
- Variantes hereditárias que melhoram a sobrevivência e a reprodução aumentam em frequência, produzindo adaptação; é o único mecanismo que consistentemente constrói o ajuste do organismo ao ambiente.
- Deriva genética e a teoria quase neutra
- Em populações finitas, as frequências alélicas mudam por amostragem aleatória; muitas substituições são seletivamente neutras ou quase neutras, com o tamanho efetivo da população governando se a deriva ou a seleção domina o destino de uma variante.
Mechanisms
As frequências alélicas são remodeladas a cada geração por quatro forças. A seleção natural altera as frequências de forma determinística de acordo com as diferenças de aptidão entre os genótipos. A deriva genética as altera estocasticamente através da amostragem aleatória de gametas, com variância inversamente proporcional ao tamanho efetivo da população. A mutação introduz novos alelos em baixas taxas por locus e fornece o material bruto final. O fluxo gênico homogeneíza as populações pela troca de migrantes. A recombinação rearranja os alelos existentes em novas combinações. A força relativa da seleção versus a deriva em um dado alelo depende do produto do coeficiente de seleção e do tamanho efetivo da população.
Clinical relevance
A compreensão desses mecanismos sustenta campos aplicados, desde o manejo da resistência a antibióticos e pesticidas até a genética da conservação, onde pequenos tamanhos populacionais efetivos tornam a deriva e a endogamia decisivas para a sobrevivência de espécies ameaçadas.
History
Darwin e Wallace propuseram a seleção natural em 1858-1859, mas o mecanismo da hereditariedade permaneceu desconhecido. A síntese moderna das décadas de 1930-1940, liderada por Fisher, Wright e Haldane, reconciliou a genética mendeliana com a seleção através da genética populacional matemática. A partir da década de 1960, Kimura e Ohta argumentaram que grande parte da evolução molecular é governada pela deriva atuando em mutações neutras ou quase neutras, ampliando o panorama para além da seleção isolada.
Debates
- Seleção versus deriva na evolução molecular
- As teorias neutra e quase neutra sustentam que a maior parte da variação e substituição molecular é governada pela deriva, e não pela seleção positiva; a extensão da evolução molecular adaptativa permanece ativamente debatida e testada com dados genômicos.
Key figures
- Charles Darwin
- Ronald A. Fisher
- Sewall Wright
- J. B. S. Haldane
- Motoo Kimura
- Tomoko Ohta
Related topics
Seminal works
- futuyma2017
- ridley2004
- ohta1973
Frequently asked questions
- A seleção natural é o único mecanismo de evolução?
- Não. A seleção é o único processo que produz consistentemente adaptação, mas a deriva genética, a mutação, o fluxo gênico e a recombinação também alteram as populações e podem impulsionar a evolução sem produzir adaptação.
- Qual é o material bruto para a evolução?
- A mutação é a fonte última de toda nova variação hereditária; a recombinação e o fluxo gênico rearranjam e redistribuem essa variação, mas não criam novos alelos.