Efeito fundador

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O efeito fundador ou Efeito do fundador é um fenômeno de evolução e foi definido por Ernst Mayr como "o estabelecimento de uma nova população por uns poucos fundadores originais (em um caso extremo, por apenas uma única fêmea fertilizada), que contém somente uma pequena fração da variação genética total da população parental."[1]

Entendendo o Efeito Fundador[editar | editar código-fonte]

De forma mais simples podemos entender o efeito fundador a partir de um exemplo. Suponhamos que em determinada região da Europa seja comum a ocorrência de uma determinada doença genética, ou seja, uma doença que é passada ao longo das gerações, pelos pais a seus filhos. Em qualquer outro lugar do mundo a mesma doença ocorre com uma freqüência muito baixa ou nem sequer ocorre. Essa população, que chamaremos de população original ou população ancestral, é composta por aproximadamente 300 mil habitantes. Em determinada ocasião, uma família composta por 50 membros parte de uma das cidades que fazem parte da região europeia citada acima, rumo a outra cidade. Quase todos os membros dessa família são afetados pela doença genética em questão. Os que não são afetados são portadores do gene que causa essa doença. Após imigrarem, eles passam a viver em uma pequena vila, em outro continente, muito longe do lugar onde moravam. Nessa nova localidade eles passam a realizar, muitas vezes, casamentos entre parentes, já que poucas pessoas, além família imigrante, habitam lá. Após muitas gerações pode-se observar que existem na região muitas pessoas afetadas pela doença e poucas que não o são.

Diagrama demonstrando o efeito fundador. A população original está à esquerda com três possíveis populações derivadas à direita. O efeito fundador reflete-se na proporção de indivíduos azuis e vermelho das diferentes populações.

A partir desse exemplo podemos destacar as principais características do chamado Efeito Fundador. Inicialmente, esse processo só ocorre se houver o estabelecimento de uma população em uma nova região com um número pequeno de fundadores. Os 50 membros que imigraram para uma nova região são esses fundadores, pois ocuparam uma nova localidade e se estabeleceram nela.

Como já foi dito acima, um caso extremo de população fundadora é quando apenas uma fêmea fertilizada chega a um novo local. Quando isso ocorre, a nova população irá realizar endogamia, que consiste em casamentos consanguíneos (ou cruzamentos entre os próprios parentes), o que fará com que os genes presentes nessa população permaneçam na mesma ao longo das gerações, inclusive aqueles genes que determinam certas características exclusivas desse grupo de indivíduos. Quanto mais ocorrer endogamia, mais tempo a característica genética permanecerá nessa população. Como neste caso, todos, ou quase todos, os pais tem os genes responsáveis pela doença do exemplo acima em seu genoma, eles passarão os mesmos aos seus filhos.

Outro ponto importante é que, por haver poucos fundadores, existe uma quebra acentuada na variabilidade genética da nova população em relação à população original. Diz-se que há “uma amostra limitada da variação genética”[1] ou ainda que esse fenômeno "é resultado direto do erro de amostragem".[2] Existem autores[3] que resumem o conceito de efeito fundador da seguinte forma: “Uma população iniciada por apenas uns poucos indivíduos colonizadores contém apenas uma pequena amostra aleatória dos alelos presentes na população ancestral”. É importante notar que a população fundadora não terá apena uma forma de determinado gene. Mesmo com um tamanho muito reduzido, ela poderá ter todos os alelos presentes na população original. A diferença existente entre a população original e a fundadora é que na segunda, a freqüência dos genes será diferente da que ocorria na primeira. Ainda para exemplificar, podemos utilizar o exemplo inicial, para obtermos um quadro diferente: a referida doença genética poderia ser muito frequente na cidade europeia, mas todo o grupo imigrante não ser afetado por ela e nem haver pessoas portadoras do gene. Sendo assim, a nova população pode ser substancialmente diferente, tanto no genótipo (quando se fala no conjunto de genes que um indivíduo possui), quanto no fenótipo (relacionado às características observáveis do indivíduo), da população original.

Animação de uma amostra da população sendo retirada da população original. A proporção de indivíduos que possuem a característica genética representada pela cor verde que emigra da população original é bem maior do que a vermelha. Com o passar do tempo, a característica vermelha se torna mais vantajosa no novo habitat e é fixada.

Para que ocorra o efeito fundador é necessário que a população tenha sofrido anteriormente um outro fenômeno que reduza o seu tamanho. Para isso, deve ocorrer um evento de colonização de um novo local (como no exemplo dado acima), no qual poucos indivíduos saem de uma determinada localidade e passam a ocupar uma nova. Outro evento essencial para a ocorrência do efeito fundador é o chamado Efeito de gargalo, ou Efeito de gargalo de garrafa, que ocorre quando uma população (população original) passa por algum evento que reduz drasticamente o número de indivíduos de uma população. Esse evento pode ser, por exemplo, a ocorrência de um desastre natural ou a predação acentuada. O efeito fundador, portanto, será o responsável por fazer com que a população volte a crescer depois de passar tanto pelo efeito de gargalo, quanto pelo evento de colonização. Esse processo pode ser demorado, já que o crescimento só irá ocorrer quando as condições voltarem a ser favoráveis.[1]

Existe ainda outro fenômeno evolutivo, conhecido como deriva genética, que junto com a seleção natural possuem grande importância nos processos que envolvem o efeito fundador. Isso ocorre, pois esses eventos evolutivos tendem a favorecer, ao longo das gerações, um ou outro genótipo presente nas populações. A deriva genética é uma “força” evolutiva que envolve mudanças genéticas que ocorrem ao acaso. Ela tende a fixar um gene ou eliminá-lo da população. Quando se fala em fixar um gene numa população, quer dizer que na mesma, todos os indivíduos, sem exceção, terão esse gene. A deriva genética tem “pouco efeito em grandes populações, mas pode exercer uma influência significativa na evolução de pequenas populações”.[3] A seleção natural, por sua vez, atua gerando mudanças tanto em populações grandes quanto pequenas. Ela atua quando “os indivíduos expressam suas características genéticas que alteram suas interações com seus ambientes de forma a aumentar sua sobrevivência e reprodução".[3] Ao longo das gerações aqueles alelos que favorecem a sobrevivência dos indivíduos ao ambiente em que ele vive tendem a aumentar a sua freqüência na população.

Especiação[editar | editar código-fonte]

Tipos de especiação.

O efeito fundador possui uma importância na evolução, pois ele pode ser um mecanismo para a especiação, ou seja, para o surgimento de novas espécies. Existem vários tipos de especiação, dentre eles a especiação parapátrica, especiação simpátrica, que não possuem relação com o efeito fundador, e ainda a especiação alopátrica e a especiação peripátrica, que estão relacionadas entre si.

Especiação simpátrica[editar | editar código-fonte]

Esse tipo de especiação ocorre quando uma nova espécie evolui no mesmo ambiente da sua ancestral, através do processo de seleção sexual. "Apesar do fluxo genético entre os indivíduos da população ser total, as interações ecológicas levam a essa forma de especiação".[4]

Especiação parapátrica[editar | editar código-fonte]

No processo de parapatria a nova espécie irá evoluir em uma região geográfica contígua à sua população ancestral. Um exemplo de espécies que evoluíram por parapatria são a do corvo carniceiro (Corvus corone) e a do corvo de topete (Corvus cornix).

Corvus corone
Corvus conix

Ambos habitam o continente europeu, porém, o corvo de topete habita as regiões mais à leste, enquanto que o corvo carniceiro predomina regiões mais à oeste. Porém, existe uma região, a chamada Zona híbrida, na Europa central, na qual esses animais se encontram e podem até gerar descendentes híbridos.[1]

Especiação alopátrica[editar | editar código-fonte]

A especiação alopátrica ocorre quando uma nova espécie evolui isolada da espécie ancestral e isso ocorre, por exemplo, pelo isolamento geográfico devido ao surgimento de um rio ou uma cadeia de montanhas, por exemplo. O processo de separação das populações devido a uma barreira física denomina-se (vicariância). A alopatria também pode ocorrer quando um pequeno grupo coloniza uma nova região geográfica periférica em relação à espécie ancestral (especiação peripátrica).

Especiação peripátrica[editar | editar código-fonte]

Vicariância e efeito fundador.

A especiação peripátrica é um tipo de especiação alopátrica e ocorre por eventos de dispersão. O isolamento de uma população das demais, gera uma quebra do fluxo gênico, ou seja, não haverá mais troca de genes entre elas. As trocas de genes entre as diversas populações são essenciais, pois elas agem “prevenindo ou, pelo menos retardando o desenvolvimento de populações geograficamente isoladas e geneticamente diferenciadas”.[3] A partir do momento em que uma espécie para de promover troca de material genético entre suas populações devido a qualquer tipo de isolamento, irá se iniciar o processo de especiação.

Exemplos reais[editar | editar código-fonte]

Doença de Huntignton[editar | editar código-fonte]

No ano de 1652, aproximadamente, um navio com colonizadores atracou na África do Sul, trazendo um holandês portador de um gene para a doença de Huntington. A população afetada aumentou com o passar dos anos, pois nos dias atuais existem muitos africânderes afetados por essa doença e a maioria desses indivíduos afetados tem alguma relação de parentesco com o holandês fundador. Por ser uma doença que leva à norte dos indivíduos que a possuem, o gene responsável por ela foi constantemente selecionado de modo negativo. A frequência elevada nos dias atuais indica que a população fundadora possuía uma frequência mais elevada ainda, já que ela teria diminuído por seleção natural.[1]

Essa é uma doença autossômica dominante, ou seja, é uma doença genética relacionada aos cromossomos autossômicos.[5] Cromossomos autossômicos são todos os cromossomos que um indivíduo possui em suas células, com exceção dos cromossomos sexuais. Nos seres humanos existe um par de cromossomos sexuais em cada célula, sendo um cromossomo X e um Y nos homens e dois cromossomos X nas mulheres.

A doença de Huntington é neurodegenerativa e se caracteriza diversos sintomas, sendo que os principais são transtornos do movimento, distúrbios psiquiátricos e demência. No início, as manifestações são distúrbios de comportamento, como, por exemplo, irritabilidade, insônia ou ainda depressão. Os sintomas podem aparecer em pessoas de qualquer idade, mas ocorre, na maioria dos casos, ela começa a se manifestar entre os 40 e 50 anos de idade. Por ser degenerativa, não há, até o momento, tratamento nem prevenção para a doença de Huntington. A morte ocorre devido, principalmente, à imobilidade e infecções que abatem o paciente.[6]

No Brasil existem entidades de apoio aos portadores da doença de Huntington e a seus familiares. Dentre elas há a Associação Brasil Huntington (ABH), com sede em São Paulo, e a União dos Parentes e Amigos dos Doentes de Huntington (UPADH), sediada em Brasília (DF).

Porfiria variegata[editar | editar código-fonte]

Esse é um tipo de porfiria que se manifestam na pele das pessoas afetadas. Recebem o nome de porfirias, os distúrbios que podem ser tanto genéticos, quanto adquiridos. Nas pessoas afetadas por essa doença, não há a produção da enzima relacionada ao processo de produção do grupo heme, a Protoporfirinogênio oxidase (PROTO).[7] Neste caso, o grupo heme está relacionado ao átomo de ferro presente nas células sanguíneas e tem papel fundamental na ligação do oxigênio às hemoglobinas, as células vermelhas do sangue, que são essenciais para todos os órgãos do corpo.[8]

Assim como a Doença de Huntington, essa é uma doença autossômia dominante. Quando se fala em “dominância” com relação à genética, refere-se à expressão do gene. Nas células, cada gene está presente aos pares (em indivíduos diploides). Iremos representar didaticamente um gene, ou alelo por uma letra “a” para demonstramos a dominância e recessividade (alelos dominantes são representados por “A” e os recessivos por “a”). Quando Indivíduos que possuem qualquer característica genética dominante, seja ela autossômica ou sexual, a característica se expressa mesmo que haja apenas um alelo que seja dominante (AA ou Aa). Já as características recessivas, só são expressadas se os genes que o indivíduo possuir estiverem e dose dupla (aa).

Os sintomas da Porfiria variegata são fragilidade cutânea, úlcera, bolhas, erosões, hiperpigmentação e hipertricose nas áreas expostas ao sol. Não deve ser feito tratamento com barbitúricos.[9]

Da mesma forma como ocorreu com a Doença de Huntington, o gene que causa a porfiria variegata foi levado por dois colonos holandeses para a África do Sul. Primeiro por Guerrit Jansz, em 1685 e posteriormente por Ariaantje Jacobs, em 1688.[1] “A doença tem uma freqüência excepcionalmente elevada na África do Sul, devido ao efeito fundador.”[10]

Acromatopsia[2] [editar | editar código-fonte]

Acromatopsia é uma doença recessiva e é caracterizada pela falta de visão das cores pelos portadores, devido à não produção de uma proteína essencial para o funcionamento das células fotorreceptoras da retina. Além disso, as pessoas afetadas possuem sensibilidade à luz e também baixa acuidade visual.

Por volta do ano de 1775, o atol de Pingelap, nas ilhas Eastern Caroline, próximas ao Havaí, foram atingidas por um tufão e devido a esse acontecimento e à fome que surgiu posteriormente, apenas 20 pessoas sobreviveram, aproximadamente.

Dentre os sobreviventes havia uma mulher heterozigota, portadora de um alelo para acromatopsia. (Sabe-se que ela era heterozigota (ou portadora do gene) pois ela era normal, mas seus descendentes eram afetados pela doença.

Atualmente, mais de 3000 pessoas habitam Pingelap, e aproximadamente 1 a cada 20 pessoas possui acromatopsia.

Populações de pássaros olhos-de-prata nas ilhas Australianas[2] [editar | editar código-fonte]

Zosterops lateralis

Os olhos-de-prata (Zosterops lateralis) são pássaros canoros da Austrália e da Tasmânia. Foi documentada a migração desses animais para outras ilhas com a ocupação de novos habitats. Em 1830, alguns pássaros que estavam na Tasmânia foram para a ilha Sul da Nova Zelândia. Em 1856, algumas das aves que estavam nessa última ilha migraram para a ilha Chatham e para a ilha Palmerson North. Em 1865, houve migração de aves de Palmerson North para a ilha Auckland e em 1904 houve a migração de Zosterops lateralis para a ilha Norfolk.

Por meio de coletas de DNA, pesquisadores conseguiram verificar que a ocupação das novas ilhas pelos olhos-de-prata ocorria sempre a partir de alguns poucos indivíduos. Estima-se que seja algo em torno de 20 a 200 migrantes, caracterizando o efeito fundador na evolução de novas populações dessa espécie de aves.

Referências

  1. a b c d e f RIDLEY, Mark. Evolução. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. viii, 752 p.
  2. a b c FREEMAN, Scott; HERRON, Jon C. Análise evolutiva. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. xv, 831 p.
  3. a b c d BROWN, James H.; LOMOLINO, Mark V. Biogeografia. 2. ed. Ribeirão Preto, SP: FUNPEC, 2006. xii, 691 p.
  4. ANDRADE, E. M. B. Especiação sem barreiras e padrões de diversidade. 2010. Tese de Doutorado. Unicamp, Instituto de Fisica “Gleb wataghin”.
  5. Artigo Doença de Huntington (Wkipédia). http://pt.wikipedia.org/wiki/Doen%C3%A7a_de_Huntington
  6. BARSTTINI, O. G. P. Doença de Huntington. O que é preciso saber? Einstein - Educação Continuada em Saúde. 5(3 Pt 2): 83-88. 2007. Disponível em: http://apps.einstein.br/revista/arquivos/PDF/638-85-87.pdf
  7. Artigo Porfiria (Wikipédia). http://pt.wikipedia.org/wiki/Porfiria
  8. Artigo Hemo (Wikipédia). http://pt.wikipedia.org/wiki/Heme
  9. Dinardo, C. L; FONSECA, G. H. H.; SUGANUMA, L. M.; GUALANDRO, S. F. M; CHAMONE, D. A. F. Porfirias: quadro clínico, diagnóstico e tratamento. Revista de Medicina (São Paulo). v.89, n.2, p.106-114.
  10. HIFT R. J.; MEISSNER P. N.; CORRIGALL A. V. ; ZIMAN M. R.; PETERSEN L. A.; MEISSNER D. M.; DAVIDSON B. P.; SUTHERLAND J.; DAILEY H. A.; KIRSCH R. E. Variegate porphyria in South Africa, 1688-1996: new developments in an old disease. South African Medical Journal. v.87, n.6. 1997.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Deriva genética

Doença de Huntington

Efeito de gargalo

Especiação alopátrica

Especiação peripátrica

Porfiria

Seleção natural

Ligações externas[editar | editar código-fonte]