Efeito de gargalo: diferenças entre revisões

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O '''efeito de gargalo''' ou '''efeito de gargalo da garrafa''' é um evento evolucionário, de cariz populacional no qual uma percentagem significativa da população de uma espécie morre ou é impedida de se reproduzir.<ref name ="Berkeley">{{Citar web| título = Evolution 101: Bottlenecks and Founder Effects | acessodata = 2011-03-16 | url = http://evolution.berkeley.edu/evosite/evo101/IIID3Bottlenecks.shtml }}</ref>
 
Este efeito faz aumentar a [[deriva genética]] numa [[população]]: a taxa da [[deriva genética]] é inversamente proporcional ao tamanho do efectivo populacional.<ref name="Berkeley" />
 
O efeito gargalo de garrafa (bottleneck effect) é um evento genético causado por uma '''redução drástica do tamanho da população''', onde há perda de [[variabilidade genética]]. Pode dizer que parte dos [[genótipos]] são impedidos de participarem na produção da [[geração]] seguinte. Pode ser causado por diversos fatores, como por exemplo o [[desastre natural]]; alta frequencia de [[predação]] natural ou pela [[caça]] humana; redução do [[habitat]]; redução da [[migração]] devido a uma barreira geográfica, por exmeplo; surgimento de novas ramificações populacionais; sendo um caso extremo de efeito de gargalo, a [[extinção]].[[http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_da_cat%C3%A1strofe_de_Toba]]
 
Efeito gargalo de garrafa ocorre quando o tamanho de uma população é reduzido para, pelo menos, uma geração. Pois a [[deriva genética]] age mais rapidamente para reduzir a [[variablidade genética]] em populações pequenas, passando por um gargalo que reduz a variação genética de uma população por muitos, mesmo que o gargalo não dura para as gerações muitas.
É um evento que ocorre independentemente da seleção natural.
 
É a redução do tamanho efetivo de uma população que sofre muita variação quando está em crescimento ativo. É comum observar-se um efeito gargalo em espécie colonizadoras invadindo um novo habitat, [[efeito fundador]]. Isto é comumente observado em pragas e ervas daninhas. Muitas variantes genéticas desaparecem restando somente algumas delas, provavelmente porque a maioria destas mutações não são adaptativas, favorecendo apenas ao espalhamento da espécie e abrindo caminho para os mais adaptados.
 
É possível que um pequeno grupo dê início a uma nova população, mas pode haver consequências provenientes do efeito de gargalo. Os [[gene]]s presentes nessa pequena população ficarão fortes, pois o fluxo genético é muito maior do que seria em uma população maior, na qual as diferenças genéticas, incluindo anormalidades, estão disseminadas, causando um [[efeito fundador]]. Os genes dos membros fundadores, que com o passar das geraçãoes acaba se tornando uma grande [[população]], tornam-se muito mais frequentes do que em populações maiores semelhantes. [[https://sites.google.com/site/pensaraevolucao/museu-virtual-da-evolucao/atrio-de-entrada/evolucao/idade-da-terra/os-fosseis/especiacao]]
 
É um evento que ocorre independentemente da [[seleção natural]].
Heterozigosidade pode ser usado como uma medida da capacidade de uma população de responder a seleção imediatamente após um gargalo de garrafa.
 
Ao ocorrer um efeito gargalo pequeno a [[variabilidade genética]] da população deverá diminuir rapidamente, porém quando o tamanho da população se torna maior, o gargalo de garrafa começa a aumentar devido a novas mutações. Este problema é estudado matematicamente, e os resultados obtidos indicam que a redução da média de heterozigosidade por locus não depende somente do tamanho do efeito gargalo de garrafa, mas também da taxa de crescimento da população. Se o tamanho da [[população]] aumenta rapidamente após passar por um gargalo de garrafa, a redução na média da heterozigosidade é muito pequena, mesmo se o tamanho do gargalo é também muito pequeno. Por outro lado, a perda do número médio de [[alelo]]s por locus é profundamente afetada pelo tamanho do efeito gargalo, mas não tanto pela taxa de crescimento da população. Esta diferença ocorre principalmente porque a [[deriva genética]] aleatória elimina muitos alelos com baixa frequência. Contudo, o número médio de [[alelos]] por loco aumenta mais rapidamente do que a heterozigocidade média quando o tamanho da população é restaurado. [[http://www.mendeley.com/research/the-bottleneck-effect-and-genetic-variability-in-populations/]]
 
Estudando o efeito gargalo obtiveram várias respostas, é o comprometimento da diversidade genética e concomitante redução da aptidão individual e potencial evolutivo. Embora a redução da variação genética associado a perturbação demográfica tem sido amplamente demonstrado por marcadores moleculares neutros, a gestão eficaz dos recursos genéticos em populações naturais é dificultado pela falta de compreensão de como a variação genética adaptativa irá responder a flutuações populacionais, uma vez que essas são afetadas pela seleção bem como deriva genética.[[http://mbe.oxfordjournals.org/content/early/2012/03/22/molbev.mss063.abstract]]
 
== Humanos ==
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[[Drosophila]] polymorpha tem seu limite de ditribuição no norte das ilhas de Trinidade Granada, no [[Caribe]], onde as populações não apresentam [[polimorfismo]] de [[pigmento]] abdominal, e todas são moscas claras. Porém esse padrão de pigmentação vai se alterando de acordo com as maiores [[altitude]]s, onde ocorre um aumento das variaçãoes de [[coloração]], como também acarreta nas espécies do subgrupo dunni, uma distribuição clinal. E outras duas espécies do grupo cardini (D. parthenogenetica e D. neomorpha), que também são monomórficas na região do Caribe, são [[especiação]] simpátrica à D. polymoipha no norte da [[América do Sul]]. Sabendo disso, Heed propôs que o alto grau de [[polimorfismo]] ocorre no centro da área de dispersão das espécies, o que aumenta os [[homozigoto]]s nos seus limites da ocorrência. O autor sugere três principais explicações possíveis para uma restrição de [[variabilidade genética]] da distribuição em áreas marginais. A primeira é que provavelmente as condições ambientais não são muito favoráveis, por se tratar de uma [[população]] marginal. Com essas condições, se cada uma das [[espécie]]s for monomórfica a possibilidade de esse ambiente comportar um maior número de espécies aumenta significativamente. Uma segunda razão, associada à primeira, é a existência na área do estudo de outras quatro espécies do grupo cardini. Segundo esse autor, existem fortes evidências indicando a competição entre as espécies do grupo como um fator importante na determinação de sua distribuição geográfica e de sua composição [[genética]]. Uma terceira explicação poderia ser o [[efeito fundador]], já que a [[América Central]] é o centro de [[polimorfismo]] para D. parthenogenetica e D. neomorpha, e o [[Brasil]] para D. polymorpha. Ao passarem para a [[América Central Insular]] ou Antilhas, as três espécies devem ter sofrido uma diminuição no tamanho populacional e, conseqüentemente, sofrido o efeito gargalo de garrafa, que acarreta perda de [[variabilidade genética]]. [[http://www.drosofilideos.ufsc.br/artigos/polipigdroso.pdf]]
 
O [[abutre-barbudo]] (Gypaetus barbatur), conhecido como “triturador de ossos” foi acaçado até a [[extinção]] nos Alpes Europeus no início dos anos 1900. Um animal com envergadura de quase 9 metros, deixava os ossos já sem carne cairem do alto em terrenos duros e desciam para sufar a medula. Sendo responsável pela predação de cordeiros, cabras e até mesmo crianças ao longodos Alpes. Devido a sua predação esses animais selvagem foram extintos, existindo apenas o que eram criados em cativeiro em jardins zoológicos na Europa. Em 1970 os biológos do Zoológico de Frankfurd Sociedade tentaram reestabelecer a população de [[abutre-barburdobarbudo]] com a liberação de animais criados em cativeiros para o meio ambiente antigamente populado por outros indivíduos dessa espécies. Não se sabe ao certo quantos conseguiram sobreviver e reproduzir, especula-se cerca de 60% a 65%. Os cientistas não estão preocupadados com estes já libertos na natureza e sim com os que ainda vivem em cativeiro. Devido a pouca [[variabilidade genética]] das aves em cativeiro que serão libertas ao longo do tempo, os biológos não sabem até quando esse prejeto de reestabelecer a população de Gypaetus barbatur. Devido a extinção dos animais selvagens houve um efeito gargalo de grande dimenção e que não está ajudando na luta contra a [[extinção]] total dessa [[espécie]]. [[http://www.nature.com/scitable/topicpage/genetic-drift-bottleneck-effect-and-the-case-1118]]
 
[[Desastre]]s, como [[sismo]]s (terremotos), [[inundação]], ou [[incêndio]]s podem reduzir o tamanho de uma população drasticamente, matando organismos sem escolher o mais forte ou o mais fraco. Como consequência, haverá uma diminuição na população sobrevivente, a qual não será, provavelmente, representativa da população original na sua constituição genética – situação conhecida como o efeito gargalo. Deriva genética causada pelo efeito gargalo pode ter sido um importante nos início da evolução humana, quando eventos extinguiram tribos e outras foram extremamente reduzidas. O “pool” gênico de cada população que sobreviveu pode ter sido, apenas por acaso, muito diferente daquele presente na população maior que precedeu a calamidade.
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Anteriomente a chegada dos europeus na [[América do Norte]], as [[pradarias]] serviram como [[habitat]]s de [[aves]] maiores. Em [[Illinois]] - USA os números despencaram de mais de 100 milhões em 1900 para aproximadamente 50 indivíduos na década de 90. Essa queda na população foi o resultado de [[caça]] e destruição do [[habitat]], mas as consequências aleatórias tem sido uma grande perda de diversidade de espécies. A análise de DNA comparando os pássaros a partir dos anos 1990 e meados do século mostra um declínio [[genético]] acentuado nas últimas décadas, corroborando um efeito gargalo.
 
Os machos dominanetes da espécie [[hamster]] dourado é responsável por cruzarem com o número máximo de fêmeas que conseguirem, com isso muito animais possuem o mesmo [[genótipo]] herdados do mesmo pai. Esse evento faz com que ocorra um efeito de gargalo de garrafa. São animais econtrados no deserto da [[Síria]] por volta da década de 1930.
 
O bisão europeu (Bison bonasus), extinguiu no início do século 20. Os animais que vivem hoje são todos descendentes de 12 indivíduos e têm baixíssima variação genética, que pode estar começando a afetar a capacidade reprodutiva dos touros (Luenser et al., 2005). A população de [[Bisonte americano]] (Bison bison) caiu devido à um alto nível de [[caça]], onde quase levou uma extinção nos anos de 1890, depois disso tem se recuperação.
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==Na teoria da evolução==
 
Com a redução de uma [[população]], a [[deriva genética]] desempenha um papel maior na [[especiação]]. Um animal terretre, como um [[uso-pardo]], pode estar localmente reduzida a uma dezena de pares reprodutivos em uma ilha do [[Ártico]]. Isso provavelmente aconteceu na última [[Era do Gelo]], e o [[estreito de Bering]] recuou para o [[mar]]. Nessa circunstância, uma característica benéfica aparecendo em um macho [[alfa]] ou dois pode mudar a cor, tamanho, capacidade de natação, resistência ao frio, ou a agressividade do grupo em apenas algumas gerações, devido só eles passaram seus genes às proles.
 
==Deriva genética==
 
Consiste na alteração da frequência dos alelos de uma determinada população devido exclusivamente ao acaso. As populações pequenas são muito mais sensíveis à ocorrência de [[deriva genética]] do que as populações com maior número de indivíduos, podendo observar-se grandes oscilações nas frequências alélicas de uma [[geração]] para a seguinte.
A [[deriva genética]] pode causar grandes perdas de variação genética em populações pequenas.
 
==Tamanho da população mínima viável==
 
Em biologia de conservação, população mínima viável ajuda a determinar o tamanho efetivo da população (fe) quando a população está em risco de [[extinção]] (Gilpin e Soulé, 1986 e Soulé, 1987). Há um debate considerável sobre a utilidade dessa população mínima.
 
 
==A especiação peripátrica==
 
Ocorre quando um pequeno grupo se isola do núcleo principal da espécie. Como esse grupo é apenas uma pequena parte de uma [[população]] total da espécie, todas as diferenças genéticas que tornam a [[espécie]] robusta podem se perder. Isso constitui o que os [[biólogo]]s denominam efeito de gargalo de garrafa, ou somente efeito gargalo. Com isso alguns dos genes que fluem habitualmente dentro de uma [[espécie]] foram suprimidos e segregados do conjunto genético. No efeito evolucionário de gargalo, uma pequena população consegue produzir gerações subsequentes.
 
==Engenharia==
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* {{Link||2=http://www.sealexperience.com/docs/protect.htm |3=Elefantes marinhos}}
* {{Link||2=http://essp.csumb.edu/eseal/kristi_west/history.html |3=}}
 
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