INDICAÇÕES DE LIVROS*
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LIVRO:
Genética
de Populações e Evolução.
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AUTOR:
Mettler,
L.E. & Gregg, T.G.
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PUBLICAÇÃO
ORIGINAL: EUA, 1969.
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EDITORA:
Polígono.
Contemplando-se a história da genética,
percebe-se que os organismos usados na pesquisa foram constantemente
substituídos. A tendência sempre foi de tomar organismos morfologicamente mais
simples e mais adequados às análises genéticas e bioquímicas. A princípio o
estudo se deu em plantas, animais domésticos e no próprio homem. Contudo, estas
primeiras tentativas de compreender a herança falharam, principalmente devido à
complexidade dos organismos empregados, que tornavam difícil uma distinção
entre a herança monofatorial e a herança multifatorial. Após o redescobrimento
dos princípios mendelianos em 1900, os estudos genéticos passam a ser feitos em
galinhas, coelhos e camundongos. Tais estudos foram quase totalmente deixados
de lado após 1910 quando se passou a utilizar a Drosophila como organismo experimental. Após 1940 os principais
progressos foram conseguidos devido à introdução do fungo Neurospora. No fim da década de 40 passaram a ser empregadas as
bactérias e os bacteriófagos. Já a biologia do desenvolvimento na busca pelos
rumos da diferenciação celular tem utilizado o nematoide Caenorhabditis elegans.
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| Um verdadeiro clássico da década de 70 |
Contudo, sabe-se que a genética é uma
importante ferramenta utilizada no entendimento da evolução e esta tem a
população como unidade, por meio da modificação de suas composições gênicas.
Este livro é uma coletânea de vários artigos publicados sobre genética de
populações, juntamente com alguma discussão teórica.
Um dos pontos fortes do livro é a
riqueza em experimentos controlados extraídos de artigos famosos como os
trabalhos de campo de Th. Dobzhansky
/ O. Pavlovsky; E.B. Ford / W. H. Dowdeswell / K. G. McWhirter e Ernst Mayr. Neles,
os autores diferenciam com maestria a maneira como a oscilação genética e a
seleção natural diminuem a variabilidade gênica. Valendo-se de modelos
matemáticos – para diferentes graus de dominância, referentes ao caráter
adaptativo – é possível predizer as alterações sofridas pelas frequências
gênicas.
Recordo-me muito bem quando li esse
livro pela primeira vez, foi dentro de um ônibus durante uma excursão por
ocasião das comemorações referentes ao dia do professor. Sob os auspícios do
então Colégio Geo Studio, em outubro de 1999, retornávamos do litoral cearense
para Teresina. Fiquei desesperado por uma caneta e por incrível que pareça,
ninguém tinha. Como pode um ônibus cheio de professores e não existir uma
caneta disponível? “Casa de ferreiro, espeto de pau”!
Dentre as belíssimas passagens que o
livro contempla, uma delas na ocasião me chamou bastante atenção. A
demonstração matemática do Teorema de Hardy-Weinberg que retratarei logo a
seguir. Convém justificar o motivo de tanta euforia: apesar de já lecionar desde
1990 eu ainda não era graduado em biologia – vinha do curso de Farmácia na UFC;
o acesso a uma bibliografia específica era muito difícil – a grande maioria dos
meus colegas só liam livros didáticos, e hoje parece que nem isso; o acesso a
INTERNET era muito limitado. Encontrar o raciocínio matemático desse Teorema
foi para mim como encontrar agulha em palheiro. Chega de delongas e vamos ao
conteúdo.
Segundo a lei Hardy-Weinberg, as frequências
dos diferentes alelos, bem como dos diferentes genótipos permanecerão as
mesmas, de geração em geração, numa população que se reproduza sexuadamente, se
forem atendidas, basicamente, duas condições: (1) a população seja numerosa;
(2) não estejam em operação fatores evolutivos – em outras palavras, não deve
haver mutações, migrações, deriva genética nem cruzamentos preferenciais (nesse
caso, dizemos que a população é panmítica) e a seleção natural não deve afetar
os alelos em questão. Trata-se. Obviamente, de uma situação fictícia,
dificilmente encontrada na natureza, mas serve de parâmetro para determinar o
comportamento dos genes ao longo das gerações.
O que a lei de Hardy-Weinberg diz, na essência, é que a recombinação sexual não modifica, por si só, a composição global do conjunto genético – é preciso que fatores evolutivos atuem sobre a população. Um alelo dominante, por exemplo, não tende a aumentar em uma população e o alelo recessivo não tende a diminuir (conceito que não era compreendido por muitos biologistas do início do século XX). Uma variante rara permanecerá na população, apesar da repetida recombinação de genes a cada geração. O simples cruzamento de organismos não destrói a variabilidade, mas, de fato, a preserva.
Dada uma população em equilíbrio, envolvendo um só “loco A”, com 2 alelos apenas (genótipos: AA; Aa e aa). Pergunta-se: Quais seriam as frequências gênicas e genotípicas na geração dos descendentes?
Para resolver a questão existe um processo bastante claro, mas trabalhoso. Nele é preciso considerar: (1) os tipos de acasalamentos na população; (2) a frequência com que ocorre cada tipo de acasalamento; (3) a frequência esperada dos diversos genótipos entre os descendentes de cada acasalamento; (4) a frequência total de cada genótipo na geração filial, reunindo todos os acasalamentos.
Com acasalamentos ao acaso, a frequência
de cada tipo de acasalamento dependerá das frequências dos genótipos. Quando um
indivíduo toma o outro ao acaso, para com ele se acasalar, a probabilidade
deste outro ter um dado genótipo é igual à frequência deste genótipo. A
frequência ou proporção de cada combinação no acasalamento é, pois, igual ao
produto da frequência dos genótipos combinados.
[...] A genética das populações estuda a
origem e a dinâmica das variações que nelas ocorrem. Assim como as Leis de
Mendel constituíram a pedra fundamental da genética clássica, a pedra
fundamental da genética das populações é a Lei de Hardy-Weinberg – assim
chamada em homenagem a seus dois criadores, Godfrey Hardy, matemático inglês, e
Wilhelm Weinberg, médico alemão, que concluíram seus estudos independentemente
em 1908. Basicamente, essa lei expõe as circunstâncias nas quais dois alelos
diferentes permanecerão na população indefinidamente e nas mesmas proporções.
Em outras palavras, a lei de Hardy-Weinberg descreve a situação em que não há
evolução. Prevê assim, uma base teórica para medir a ocorrência e o ritmo de
modificação evolutiva em uma população qualquer.
O que a lei de Hardy-Weinberg diz, na essência, é que a recombinação sexual não modifica, por si só, a composição global do conjunto genético – é preciso que fatores evolutivos atuem sobre a população. Um alelo dominante, por exemplo, não tende a aumentar em uma população e o alelo recessivo não tende a diminuir (conceito que não era compreendido por muitos biologistas do início do século XX). Uma variante rara permanecerá na população, apesar da repetida recombinação de genes a cada geração. O simples cruzamento de organismos não destrói a variabilidade, mas, de fato, a preserva.
Dada uma população em equilíbrio, envolvendo um só “loco A”, com 2 alelos apenas (genótipos: AA; Aa e aa). Pergunta-se: Quais seriam as frequências gênicas e genotípicas na geração dos descendentes?
Para resolver a questão existe um processo bastante claro, mas trabalhoso. Nele é preciso considerar: (1) os tipos de acasalamentos na população; (2) a frequência com que ocorre cada tipo de acasalamento; (3) a frequência esperada dos diversos genótipos entre os descendentes de cada acasalamento; (4) a frequência total de cada genótipo na geração filial, reunindo todos os acasalamentos.
Para obter os tipos possíveis de
acasalamentos basta combinar os genótipos da população, dois a dois, e
considerar um como o genitor masculino e outro como do genitor feminino, em
cada par. Havendo três genótipos: AA; Aa e aa,
são possíveis nove combinações destas.
O
cálculo da f(AA) equivale
aos quatro acasalamentos que podem gerar descendentes AA:
O cálculo da f(Aa) equivale aos sete
acasalamentos que podem gerar descendentes Aa:
O cálculo da f(aa) equivale aos quatro
acasalamentos que podem gerar descendentes aa:
Convém
frisar que existe um método alternativo, muito mais simples, para determinar
frequências genotípicas em gerações sucessivas. [...]
Ainda
hoje continuo a demonstrar esse teorema nas turmas da 2ª série do ensino médio do
Educandário Santa Maria Goretti em Teresina, e a galera vai à loucura!
*Biólogo, especialista em Genética & Evolução
pela UFPI.
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