Deriva genética

A deriva genética é um dos mecanismos que explicam como a evolução acontece. Ela explica as mudanças aleatórias que ocorrem na frequência genética de uma população ao longo das gerações, sendo essas alterações resultado do acaso, e não de pressões seletivas específicas. Esse mecanismo pode ser explicado por meio de dois efeitos, o efeito gargalo e o efeito fundador.

Leia também: Seleção natural — outro importante mecanismo evolutivo

Resumo sobre deriva genética

• A deriva genética é um processo evolutivo aleatório que envolve mudanças nas frequências alélicas de uma população.
• Pode ser explicada a partir de dois efeitos, o efeito gargalo e o efeito fundador.
• O efeito gargalo é um evento em que uma população passa por uma redução abrupta do seu tamanho devido a um evento aleatório.
• O efeito fundador ocorre quando um grupo de indivíduos estabelece uma nova população com diversidade genética menor em relação à população original.
• A fixação, a perda de alelos e a perda de variabilidade genética são consequências da deriva genética.
• Deriva genética e mutação são mecanismos diferentes, mas que se relacionam com a variabilidade genética de uma população.
• Enquanto a mutação está relacionada à alteração do DNA de um organismo, que introduz variação genética e contribui para a diversidade genética nas populações, a deriva genética está relacionada às mudanças aleatórias na frequência genética de uma população ao longo das gerações.

O que é deriva genética?

A deriva genética é um mecanismo evolutivo que explica as mudanças aleatórias na frequência genética de uma população ao longo das gerações, o que pode acontecer pelo aumento ou diminuição das frequências dos alelos ao acaso. Assim, essas alterações são resultado do acaso, e não de pressões seletivas específicas, como é o que ocorre com a seleção natural.

A deriva genética é mais facilmente observada em populações pequenas porque a flutuação dos alelos nessas populações é mais evidente. Em populações reduzidas, cada geração representa uma fração maior do pool genético total, tornando as mudanças na frequência alélica mais perceptíveis, o que é mais difícil de ser observado em populações maiores.

Efeitos da deriva genética

A deriva genética pode ser explicada a partir de dois efeitos, o efeito gargalo e o efeito fundador. Entenda um pouco sobre cada um deles a seguir.

→ Efeito gargalo

O efeito gargalo acontece quando uma população passa por uma redução significativa e abrupta em seu tamanho. Esse evento pode ocorrer devido a fatores naturais, como catástrofes ambientais, ou propositais, como caçadas intensivas e outros fatores que levam a uma diminuição drástica na quantidade de indivíduos da população.

Durante um efeito gargalo, apenas um pequeno número de indivíduos sobrevive e contribui para a próxima geração. Como resultado, a diversidade genética da população é reduzida, pois apenas um subconjunto limitado dos alelos presentes na população original é transmitido aos descendentes.

Tendo como exemplo a imagem para entender como funciona o efeito gargalo, as bolinhas coloridas representam a diversidade genética de uma população, que é composta por alelos diferentes, cada qual representado por uma coloração. O gargalo da garrafa, por sua vez, representa um evento adverso que leva à diminuição abrupta da população e, consequentemente, acontece uma redução da diversidade genética dessa população. Observe que a população que sobrevive ao evento é composta por uma frequência de alelos diferente da população original. Após algum tempo, o tamanho da população se restabelece, porém existe uma diversidade genética menor do que a observada na população original.

Um exemplo do efeito gargalo acontece com os elefantes-marinhos-do-norte, que apresentam uma redução na variação genética, possivelmente devido a um evento de gargalo populacional causado pela interferência humana na década de 1890. A atividade de caça reduziu drasticamente suas populações para aproximadamente 20 indivíduos no final do século XIX. Embora essas populações tenham se recuperado desde então, ultrapassando os 30.000 indivíduos, os efeitos do gargalo persistem em seus genes. Em comparação com uma população de elefantes-marinhos-do-sul, que sofreu uma caça menos intensiva, os elefantes-marinhos-do-norte exibem menor variação genética.

→ Efeito fundador

O efeito fundador ocorre quando um pequeno grupo de indivíduos se separa de uma população maior e inicia uma nova população em uma área geográfica separada. Esses fundadores, por vezes, representam apenas uma fração da diversidade genética presente na população original de onde se originaram. Como resultado, a nova população fundada pode ter uma composição genética mais limitada e menos diversificada do que a população original.

Um exemplo do efeito fundador é o que ocorre na população africana de descendentes de colonos holandeses no sul da África. Essa população tem sua origem principalmente em um pequeno grupo de colonos holandeses iniciais. Atualmente, essa população apresenta uma alta frequência do gene associado à doença de Huntington, pois os colonos holandeses originais coincidentemente carregavam genes com uma frequência notavelmente elevada para essa condição.

Consequências da deriva genética

A deriva genética gera consequências na variabilidade genética e na fixação ou redução dos alelos presentes em uma população. Algumas delas são:

• Fixação de alelos: um alelo específico se torna presente em 100% da população. Isso ocorre por acaso, e alelos fixados podem não necessariamente conferir vantagens adaptativas.
• Perda de alelos: o oposto ocorre em relação à fixação, isto é, um alelo específico é eliminado de uma população ao longo do tempo, o que implica o seu desaparecimento nessa população.
• Perda da variabilidade genética: a fixação de apenas alguns alelos e o desaparecimento de outros resultam da diminuição da variabilidade genética, o que pode tornar a população mais suscetível a mudanças que ocorram no ambiente, como mudanças climáticas ou alteração dos recursos disponíveis.

Diferenças entre mutação e deriva genética

A deriva genética é um evento diferente da mutação porque gera variações na frequência genética de uma população a partir de mecanismos diferentes daqueles que ocorrem na mutação.

• Mutação: é uma alteração no material genético de um organismo, mais especificamente no seu DNA. Isso pode ocorrer de diversas maneiras, como substituições, deleções ou inserções de nucleotídeos, que acontecem naturalmente e ao acaso durante a replicação do DNA ou em resposta a fatores ambientais, radiação ou agentes químicos. As mutações introduzem variações genéticas que podem ser hereditárias e que contribuem para a diversidade genética nas populações.
• Deriva genética: é um processo evolutivo que não introduz novas variantes genéticas, mas atua na distribuição de alelos existentes em uma população devido a flutuações aleatórias nas frequências alélicas ao longo do tempo. Enquanto as mutações representam alterações no material genético, a deriva genética se relaciona com a variação aleatória da composição genética de uma população.

Para saber mais detalhes sobre o que é mutação, clique aqui.

Exercícios resolvidos sobre deriva genética

Questão 1

(UFPR) A deriva genética e a seleção natural são fatores que alteram a composição genética de uma população e estão, portanto, entre as causas da evolução dos seres vivos. Acerca desses fatores, considere as afirmativas abaixo:

1. Uma população que sofreu deriva genética pode ter mantido sua diversidade ou pode tê-la perdido por ação da deriva.

2. A deriva genética geralmente produz aumento de diversidade nas populações e, em alguns casos, a reduz.

3. É necessário que a deriva genética aja juntamente com a seleção natural para que ocorra aumento de diversidade em uma população.

4. A seleção natural repõe, em uma população, a diversidade eliminada pela deriva genética.

Assinale a alternativa correta.

A) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.

B) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras

C) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.

D) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.

E) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.

Resolução:

Alternativa A.

1. Uma população que sofreu deriva genética pode ter mantido sua diversidade ou pode tê-la perdido por ação da deriva. (verdadeiro)

A deriva genética pode levar à fixação ou perda de alelos, resultando em uma população que tenha mantido ou que tenha diminuído sua diversidade genética.

2. A deriva genética geralmente produz aumento de diversidade nas populações e, em alguns casos, a reduz. (falso)

A deriva genética não aumenta a diversidade.

3. É necessário que a deriva genética aja juntamente com a seleção natural para que ocorra aumento de diversidade em uma população. (falso)

A deriva genética é um mecanismo independente da seleção natural e normalmente leva à redução da diversidade genética de uma população.

4. A seleção natural repõe, em uma população, a diversidade eliminada pela deriva genética. (falso)

A seleção natural não repõe a diversidade genética perdida em uma população.

Fontes

EVOSITE - IB - USP. Gargalos e Efeito Fundador. Disponível em: https://evosite.ib.usp.br/evo101/IIID3Bottlenecks.shtml.

OLIVEIRA, J; SOBRINHO-JÚNIOR, I. Deriva Genética: a aleatoriedade no processo evolutivo. Genética na escola, vol. 13, 2018. Disponível em: https://www.geneticanaescola.com.br/revista/article/view/300/270.

UFPR VIRTUAL. Genética de Populações. Disponível em: https://ufprvirtual.ufpr.br/mod/book/view.php?id=395956&chapterid=859.