Fluxo gênico: mecanismo, consequências e exemplos

O fluxo gênico ou fluxo genético, em biologia, refere-se ao movimento de genes de uma população para outra. Geralmente, o termo é usado como sinônimo do processo migratório – em seu sentido evolutivo.

Em seu uso comum, a migração descreve o movimento sazonal de indivíduos de uma região para outra, em busca de melhores condições ou para fins reprodutivos. No entanto, para um biólogo evolucionário, a migração envolve a transferência de alelos de um conjunto de genes entre populações.

Fluxo gênico: mecanismo, consequências e exemplos 1

Fonte: Jessica Krueger [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], do Wikimedia Commons

À luz da genética populacional, a evolução é definida como a mudança nas frequências alélicas ao longo do tempo.

Seguindo os princípios do equilíbrio de Hardy-Weinberg, as frequências variarão sempre que houver: seleção, mutação, desvio e fluxo gênico. Por esse motivo, o fluxo gênico é considerado uma força evolutiva de grande importância.

Mecanismos de fluxo gênico

Os mecanismos e causas que causam o movimento de genes em uma população estão fortemente ligados às características inerentes ao grupo de estudo. Pode ocorrer devido à imigração ou emigração de certos indivíduos em um estado de reprodução ou, como resultado, do movimento nos gametas.

Por exemplo, um mecanismo pode ser a dispersão ocasional de formas juvenis de uma espécie animal para populações distantes.

No caso das plantas, os mecanismos são mais fáceis de apontar. Os gametas das plantas são transportados de maneiras diferentes. Algumas linhagens usam mecanismos abióticos, como água ou vento, que podem transportar genes para populações distantes.

Da mesma forma, há dispersão biótica. Muitos animais que comem frutas participam da dispersão das sementes. Por exemplo, nos trópicos, pássaros e morcegos têm um papel crucial na dispersão de plantas de grande importância para os ecossistemas.

Em outras palavras, a taxa de migração e fluxo gênico depende da capacidade de dispersão da linhagem estudada.

Migração e equilíbrio de Hardy-Weinberg

Para estudar o efeito da migração no equilíbrio de Hardy-Weinberg, o modelo de ilha é geralmente usado como uma simplificação (modelo de migração de ilhas e continentes).

Como a população da ilha é relativamente pequena, comparada à população do continente, qualquer passagem de genes da ilha para o continente não afeta as frequências genotípicas e alélicas do continente.

Por esse motivo, o fluxo gênico teria efeito apenas em uma direção: do continente para a ilha.

As frequências alélicas variam?

Para entender o efeito do evento migratória para a ilha, considere o exemplo hipotético de um lugar com dois alelos A 1 e A 2 . Devemos descobrir se o movimento de genes para a ilha causa variação nas frequências alélicas.

Vamos supor que a freqüência do alelo A 1 é igual a 1 – o que significa que é fixa na população, enquanto que na população continental alelo A 2 , que é fixo. Antes do amadurecimento dos indivíduos da ilha, 200 indivíduos migram para ele.

Após o fluxo gênico, as frequências serão modificadas e agora 80% serão “nativas”, enquanto 20% são novas ou continentais. Com este exemplo simples, podemos demonstrar como o movimento gênico leva a alterações nas frequências alélicas – um conceito-chave na evolução.

Consequências do fluxo gênico

Quando há um fluxo gênico marcado entre duas populações, uma das conseqüências mais intuitivas é que esse processo é responsável por diluir as possíveis diferenças entre as duas populações.

Dessa maneira, o fluxo de genes pode agir na direção oposta a outras forças evolutivas que buscam manter diferenças na composição dos reservatórios genéticos. Como mecanismo de seleção natural, por exemplo.

Uma segunda consequência é a disseminação de alelos benéficos. Suponha que, por mutação, surja um novo alelo que dê alguma vantagem seletiva a seus portadores. Quando há migração, o novo alelo é transportado para novas populações.

Fluxo gênico e conceito de espécie

O conceito biológico de espécie é amplamente conhecido e é certamente o mais utilizado. Essa definição está de acordo com o esquema conceitual da genética populacional, uma vez que envolve o pool genético – unidade onde as frequências alélicas mudam.

Assim, por definição, os genes não passam de uma espécie para outra – não há fluxo gênico – e, por esse motivo, as espécies exibem certos caracteres que permitem sua diferenciação. Seguindo essa linha de idéias, o fluxo de genes explica por que as espécies formam um “ aglomerado ” ou um agrupamento genético.

Além disso, a interrupção do fluxo gênico tem consequências cruciais na biologia evolutiva: leva – na maioria dos casos – à especiação ou formação de novas espécies. O fluxo de genes pode ser interrompido por diferentes fatores, como a existência de uma barreira geográfica, por preferências no nível do namoro, entre outros mecanismos.

O oposto também é verdadeiro: a existência de fluxo gênico contribui para manter todos os organismos em uma região como uma espécie.

Exemplo

A migração da serpente Nerodia sipedon é um caso bem documentado de fluxo gênico de uma população continental para uma ilha.

A espécie é polimórfica: pode apresentar um padrão significativo de faixas ou não apresentar nenhuma banda. Em uma simplificação, a coloração é determinada por um locus e dois alelos.

Em termos gerais, as cobras do continente são caracterizadas por exibir o padrão de bandas. Por outro lado, aqueles que habitam as ilhas não os possuem. Os pesquisadores concluíram que a diferença morfológica é devida às diferentes pressões seletivas às quais cada região está sujeita.

Nas ilhas, os indivíduos tendem a tomar banho de sol na superfície das rochas perto da costa da praia. Foi demonstrado que a ausência de bandas facilita a camuflagem nas rochas das ilhas. Esta hipótese pode ser testada usando experimentos de rotulagem e recaptura.

Por esse motivo adaptativo, esperaríamos que a população da ilha fosse formada exclusivamente por organismos sem bandas. No entanto, isso não é verdade.

Cada geração chega a um novo grupo de organismos com bandas do continente. Nesse caso, a migração está agindo como uma força contrária à seleção.

Referências

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  6. Mayr, E. (1997). Evolução e diversidade da vida: ensaios selecionados . Harvard University Press.
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