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Bom, no post passado sobre deriva genética, nós vimos que esta força evolutiva nada mais é do que um sorteio de variantes genéticas (ou alelos) de uma geração para a seguinte. As consequências deste sorteio são bastante intrigantes porque observamos que, mais hora menos hora, sempre chegamos a um estado de zero diversidade. Em média, este tempo de fixação (T) é igual a duas vezes o número de cromossomos na população (N): T=2*N. Enfim, deriva genética é aleatória (sorteio) e destrutiva (reduz diversidade).
Hoje, estudaremos um contexto diferente: expansões de domínio. Mas o que são expansões de domínio? Aliás, o que são domínios, antes de qualquer coisa?! Bom, domínios são a área ocupada por uma determinada população. Ou seja, é a distribuição espacial de um grupo de indivíduos. Quando esta área é aumentada, quase sempre o tamanho da população acaba crescendo com ela. Mas o que temos de mais importante neste cenário é que novas áreas passam a ser ocupadas. Para simplificar a história podemos dizer que a população inicial estava uma determinada área (ou um deme) e passou a se expandir ocupando mais demes (veja a figura abaixo). Cada um destes demes pode ser tratado como uma nova subpopulação, e o conjunto destas várias subpopulações é frequentemente chamada de metapopulação. Jargão à parte, uma população se expande, domina novos territórios e forma novas populaçõezinhas. OK, e daí?
E daí que cada vez que cada um destes novos demes é povoado, nós observamos um fenômeno chamado de efeito de fundador. Este tal efeito retrata a ideia de que, cada vez que uma nova área é ocupada, nem todos os indivíduos presentes na antiga área vão para lá. Ou seja, cada novo deme que é povoado pega uma pequena amostra daquilo que era a população original. Se essa amostragem vale para indivíduos, ela vale também para os genes dentro destes indivíduos, deixando um claro sinal genético de redução de diversidade na nova população. É como se fosse uma aceleração do efeito de deriva genética.
OK, mas cadê o tal do surfe dos alelos? Bom, os alelos pegam carona na onda de expansão também de maneira aleatória, mas quando isso acontece um padrão bastante claro é deixado para trás. A figura abaixo - extraída do artigo de Excoffier e Ray 2008 na Trends in Ecology and Evolution - retrata este padrão:
O que vemos aqui é que o alelo vermelho neste caso, simplesmente porque estava no lugar certo na hora certa (a), acabou se tornando o mais frequente nas áreas mais recentemente ocupadas (b, c). Caso o alelo verde estivesse na mesma posição o mesmo poderia ter acontecido com ele. Isto tudo acontece porque uma expansão de domínio é uma série de efeitos de fundador. A cada novo deme que passa a ser ocupado, somente uma amostra da diversidade do deme anterior é passada para ele, logo fica bastante fácil observar a fixação de um outro alelo ao longo do caminho desta expansão. Este surfe de alelos já foi estudado sob várias ângulos com simulações e tem inúmeros casos na natureza que parecem apresentar o mesmo padrão destas simulações. Entretanto, talvez o exemplo mais dramático deste efeito vem de experimentos com bactérias como o executado por Hallatschek e colegas em 2007 (PNAS) cuja figura 1 está reproduzida logo abaixo:
Aqui nesta figura, vemos o desenvolvimento de uma colônia de bactérias em uma placa de cultura (A), que se expande do centro para fora (B), e cria vários padrões de fixação do alelo vermelho ou verde como destacado (C). De maneira geral, podemos considerar o surfe de alelos como um equivalente espacial à deriva genética, que acontece dentro uma mesma população e deme ao longo do tempo. Esta ideia foi apresentada por Slatkin e Excoffier em 2012 na revista Genetics e é uma leitura muito recomendada!
Bom, por hoje é só. O surfe dos alelos deverá voltar em breve e mais artigos, uma vez que tenhamos discutido seleção natural. Fique de olho e até breve!