Efeito de gargalo: diferenças entre revisões

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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 frequenciafrequência de [[predação]] natural ou pela [[caça]] humana; redução do [[habitat]]; redução da [[migração]] devido a uma barreira geográfica, por exemplo; 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.
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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 geraçãoesgerações 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]].
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De entre as várias populações de [[tartaruga]]s das [[Ilhas Galápagos]] (também um exemplo clássico do [[efeito fundador]]), a que o ocorre nas encostas do vulcão Alcedo tem menor diversidade genética quando comparada com outras populações da mesma ilha. Análises ao [[DNA]] revelam que terá ocorrido um efeito de gargalo há cerca de 88 000 anos. Alguns milhares de anos antes terá ocorrido uma violenta erupção do vulcão, provocando a alteração da maior parte do [[habitat]] das tartarugas. A proximidade temporal destes eventos é deveras sugestiva.
 
O [[gado]] [[Guzerá]] no [[Brasil]] foi uma raça zebuína predonantementepredominantemente no início do [[século]], as [[fêmea]]s foram intensamente utilizadas nas décadas de 30 e 40 para a formação do gado [[Indubrasil]]. Isso fez com que ocorresse um efeito gargalo na raça zebuína, pois o uso das fêmeas reduziu a disponibilidade [[genética]] das fêmeas para [[reprodução]]. De acordo com o relatório da [[Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação]] - FAO, 50% das fêmeas Guzerá eram utilizadas para reposição da raça em 1992. Esta proporção oscila de acordo com o [[mercado]] de reprodutores; quando está favorável, mais animais são utilizados dentro da raça, quando desfavorável, aumenta a proporção de fêmeas utilizadas para produção de animais mestiços.[http://www.sbmaonline.org.br/anais/v/trabalhos/pdfs/bc050.pdf]
 
De acordo com a análise comparativa de DNA o ursos-pandas (ou [[panda-gigante]]) , há cerca de 15 a 18 milhões de anos, separaram-se do ramo principal dos [[ursídeos]]. Nessa época o [[ursavus]] ou urso da alvorada habitava a [[Europa]] subtropical e de acordo com os [[fóssil|fósseis]], os pandas viviam em locais distintos das que habitam atualmente. A fossilização também demonstrou que existia uma segunda espécie, o Ailuropoda minor, que apresentava a metade do tamanho do panda moderno. Através de estudos do [[genoma]] do panda, um trabalho publicado em 2002 mostrou que o panda passou por efeito gargalo há 43.000 anos [https://marreta.wordpress.com/2008/08/09/o-panda-olimpico/]. Os ursos pandas hoje em dia estão ameaçados de extinção devido a baixa taixa de natalidade, a alta mortalidade infantil e destruição de seu ambiente natural. A China aprensentaapresenta rígidas leis por isso a caça não é um problema para esses animais. Pelos vários problemas que os pandas passam até chegar a fase adulta a variabilidade genética desses indivíduos é baixa. [http://pt.wikipedia.org/wiki/Urso_panda]
 
O’Brien e outros pesquisadores realizaram um estudo uma série de estudos de [[genética molecular]] com guepardos ([[Acinonyx jubatus]]) para saber o motivo pelo qual a reprodução em [[cativeiro]]s era tão difícil. Descobriram que esses animais aprensetamapresentam uma [[variabilidade genética]] mínima entre os guepardos da [[África]]. Isso pode sugerir que esses animais passaram por um efeito de gargalo de garrafa e que seus efeitos são refletivos até hoje, sendo ainda agravados pela ação da [[antropia]] (ou antrópica). Estudos com guepardos criados em cativeiros confirmam esse efeito gargalo e estão permitindo uma seleção de indivíduos geneticamente distintos para que seja possível a realização de um programa de reprodução em cativeiro. Uns dos problemas em população que passaram por um efeito gargalo, por exemplo é a ocorrência de um doença de felino severa que resulta na morte da maior parte da população, assim mais genes serão perdidos com esse evento, como ocorreu no centro de reprodução de guepardos em cativeiro de Oregon, nos E.U.A..[http://www.icb.ufmg.br/~lundiana/abstract/vol322002/3.pdf]
 
Em 2002 Vercesi Filho e outro colaboradores estudaram a raça bovina Indubrasil e encontraram o número de fundadores efetivos (fe) de 181 animais e número efetivo de ancestrais (fa) de 107 animais , Reis Filho em 2006, ao estudar a raça bovina [[Gir]], encontrou valores de fe de 146 animais e fa de 75 animais e Poggian dois anos mais tarte ao estudar a raça bovina Guzerá verificou valores de fe e fa de 318 e 101 animais, respectivamente. Isso demonstra que menos de um terço da número efetivo de fundadores ainda contribuem na população em questão, o que corrobora e ajuda na ocorrência do efeito gargalo. Por selecionar animais com histórico de [[pedigree]] conhecido para a reprodução em cativeiro faz com que há perdas de variabilidade genética na população ao longo das gerações, e em caso de programas de conservação o efeito do gargalo é menos observado.[http://repositorio.bce.unb.br/bitstream/10482/8810/1/2010_TomazGelsonPezzini.pdf]
 
[[Drosophila]] polymorpha tem seu limite de ditribuiçãodistribuição 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 variaçãoesvariações 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, consequentemente, 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 acaçadocaçado até a [[extinção]] nos Alpes Europeus no início dos anos 1900. Um animal com envergadura de 2,75 a 3,08 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 biólogos do Zoológico de Frankfurd Sociedade tentaram restabelecer a população de abutre-barbudo 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 preocupados 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 biólogos não sabem até quando esse projeto de restabelecer a população de Gypaetus barbatur. Devido a extinção dos animais selvagens houve um efeito gargalo de grande dimensão 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 habitats 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 econtradosencontrados no deserto da [[Síria]] por volta da década de 1930.
 
O bisão europeu (Bison bonasus), extinguiu no início do século XX. 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 a 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 terretreterrestre, 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 ==