Processo que amplia a variabilidade

Variabilidade genética é uma expressão que diz respeito à variedade de alelos (diferentes versões de um mesmo gene) que uma espécie apresenta. Essa variedade apresenta como fonte primária o mecanismo de mutação, processo responsável por originar novos alelos de maneira totalmente aleatória. A variabilidade genética é responsável por promover o surgimento de diferenças morfológicas e fisiológicas dos indivíduos de uma espécie e, desse modo, é essencial para que a seleção natural possa atuar.

Leia também: Teorias evolucionistas – lamarckismo, darwinismo e neodarwinismo

O que é a variabilidade genética?

Quando falamos em variabilidade genética, referimo-nos à diversidade de alelos presentes em determinada população. É essa variabilidade a responsável por promover as características morfológicas e fisiológicas dos organismos, ou seja, é a responsável por garantir que, dentro de uma mesma espécie, existam variações entre as características de cada indivíduo.

Na espécie humana, por exemplo, podemos observar facilmente como a variabilidade genética provoca diferenças individuais, sendo possível distinguir diferentes tonalidades de pele, altura, cabelo, entre outras características.

A variabilidade genética diz respeito à variedade de alelos em uma espécie.

Fatores que influenciam na variabilidade genética

A variabilidade genética é influenciada por diferentes fatores. A mutação é considerada a fonte primária da variabilidade genética, pois ela é responsável pelo surgimento de novos alelos. Além da mutação, temos a reprodução sexuada, a deriva genética e o fluxo gênico como fatores que influenciam na variedade de alelos de uma espécie.

• Mutação: está relacionada diretamente com o aumento da variabilidade genética. É por meio da mutação que muitos alelos surgem nos indivíduos, entretanto, é importante destacar que esse surgimento ocorre totalmente ao acaso. Os novos alelos podem surgir de diferentes formas, como a inserção ou deleção de um nucleotídeo em uma sequência de DNA que codifica determinada proteína.

Alterações nessas sequências são responsáveis diretamente por mudanças nas proteínas que seriam sintetizadas, determinando, desse modo, o surgimento de novas características. Com o aumento de novos alelos, temos um aumento da variabilidade genética devido ao surgimento de novos genótipos.

É importante deixar claro, mais uma vez que a mutação é considerada um fenômeno não adaptativo, uma vez que acontece de maneira aleatória e não com a função de tornar um indivíduo mais adaptado ao meio em que vive.

• Reprodução sexuada: é um tipo de reprodução que envolve gametas. Está relacionada com a variabilidade genética, pois promove a combinação de alelos proveniente dos pais. Ela é responsável, portanto, por “misturar os alelos”, promovendo diferentes genótipos. Além disso, não podemos esquecer-nos de que, durante a formação dos gametas, o fenômeno conhecido como crossing-over, que ocorre na meiose, e a segregação independente dos cromossomos, na formação dos gametas, também promovem a variabilidade.
• Fluxo gênico: nada mais é do que a movimentação de alelos entre populações. Ocorre devido à movimentação de indivíduos férteis ou seus gametas, que acabam transferindo alelos de uma população para outra, podendo, por exemplo, introduzir um novo alelo em uma população, aumentando a variabilidade genética. Com o tempo, no entanto, o fluxo gênico tende a reduzir as diferenças genéticas entre as populações.
• Deriva genética: diferentemente de outros fatores, está relacionada com a diminuição da variabilidade genética. A deriva genética pode ser definida como uma mudança na frequência alélica decorrente de eventos aleatórios, podendo, nesse processo, ocorrer a eliminação de determinados alelos ou sua fixação, independentemente se eles são vantajosos ou não. Vale salientar que a deriva genética é significante em populações pequenas.

Leia também: Efeito fundador – ocorre em virtude da migração de parte da população

Variabilidade genética e seleção natural

Mariposas de uma mesma espécie, porém com características distintas.

A variabilidade genética diz repeito à diversidade de alelos existentes em indivíduos de uma espécie. Como ela determina as características morfológicas e fisiológicas dos indivíduos, quanto maior ela for, mais diversificada será uma população. Sem essa diversidade, não seria possível a ocorrência da seleção natural.

Imagine, por exemplo, que, em uma região, temos a presença de mariposas de coloração clara e escura, como demonstrado na figura anterior. Essa variação de cores ocorre devido à presença de genes que determinam a coloração de cada indivíduo.

Na figura é possível perceber que as mariposas de coloração clara ficam camufladas no ambiente, o que evita a predação. As mais escuras, por sua vez, estão mais visíveis, sendo predadas com mais frequência. A coloração clara, nesse caso, é uma característica vantajosa, que possibilita a sobrevivência nesse ambiente, garantindo a reprodução e transmissão de características para a próxima geração. A ação da seleção natural, nesse caso, só foi possível devido à existência de diferenças entre os indivíduos.

O assunto está sempre presente nas provas de vestibular e, especialmente, neste ano de 2009, a probabilidade de alguma questão é ainda maior, visto que a teoria de Lamarck completa 200 anos e a de Darwin, 150. O Enem também já abordou o assunto em 2 ocasiões; uma delas está nos exercícios que propusemos sobre evolução. Ao estudar o assunto, alguns pontos são fundamentais:

• Compreender que Lamarck propunha que os seres se modificavam para adaptar-se ao meio, e que as características assim surgidas eram transmitidas aos descendentes;
• A teoria darwinista propõe a “luta pela sobrevivência”, onde o indivíduo com as características mais favoráveis sobrevive e aquele com menor valor adaptativo é eliminado (ideia de seleção natural);
• A teoria sintética da evolução (neodarwinismo) usa as ideias de Darwin sobre evolução e, acresce a ela, os fatores evolutivos: mutação, recombinação, migração, seleção (já proposto por Darwin) e deriva genética.

Propusemos várias questões envolvendo esses tópicos. Bons estudos e sucesso nas provas!

01) (UNIFESP) Leia os trechos seguintes, extraídos de um texto sobre a cor de pele na espécie humana.
A pele de povos que habitaram certas áreas durante milênios adaptou-se para permitir a produção de vitamina D.
À medida que os seres humanos começaram a se movimentar pelo Velho Mundo há cerca de 100 mil anos, sua pele foi se adaptando às condições ambientais das diferentes regiões. A cor da pele das populações nativas da África foi a que teve mais tempo para se adaptar porque os primeiros seres humanos surgiram ali.
(Scientific American Brasil, vol.6, novembro de 2002).

Nesses dois trechos, encontram-se subjacentes ideias A) da Teoria Sintética da Evolução. B) darwinistas C) neodarwinistas D) lamarckistas

E) sobre especiação

02) (UFES) Os pesquisadores Robert Simmons  e Lue Scheepers questionaram a visão tradicional de como a girafa desenvolveu o pescoço comprido. Observações feitas na África demonstraram que as girafas que atingem alturas de 4 a 5 metros, geralmente se alimentam de folhas a 3 metros do solo. O pescoço comprido é usado como uma arma nos combates corpo a corpo pelos machos na disputa por fêmeas. As fêmeas também preferem acasalar com machos de pescoço grande. Esses pesquisadores argumentam que o pescoço da girafa ficou grande devido à seleção sexual; machos com pescoços mais  compridos deixavam mais descendentes do que machos com pescoços mais curtos.
(Simmons and Scheepers, 1996. American Naturalist Vol. 148: pp. 771-786. Adaptado)

Sobre a visão tradicional de como a girafa desenvolve um pescoço comprido, é CORRETO afirmar que: A) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido pela lei de uso e desuso. As girafas que esticam seus pescoços geram uma prole que já nasce com pescoço mais comprido e, cumulativamente, através das gerações, o pescoço, em média, aumenta de tamanho. B) na visão tradicional baseada em Lamarck, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes. C)  na visão tradicional baseada em Lamarck, a girafa adquire o pescoço comprido pela lei do uso e desuso. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes. D) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes.

E) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. As girafas que esticam seus pescoços geram uma prole que já nasce com pescoço mais comprido e, cumulativamente, através das gerações, o pescoço, em média, aumenta de tamanho.

03) (UFJF) Considere as afirmativas a seguir. I) As mutações, sendo fonte de variabilidade genética, ocorrem continuamente com o propósito de adaptar os indivíduos ao ambiente. II) A migração permite que se estabeleça fluxo gênico entre populações diferentes, diminuindo as diferenças genéticas entre elas e reduzindo a chance de especiação. III) A seleção natural não altera a freqüência dos genes.

IV) O estabelecimento de uma nova população, a partir de poucos indivíduos que emigram da população original, é um exemplo de princípio ou efeito do fundador.

Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas CORRETAS. A) I e II B) I e III C) I e IV D) II e III

E) II e IV

04) (Unimontes)  A mutação, a migração, a deriva genética e a seleção natural têm efeitos diferentes na variação genética dentro das populações e entre as populações. Considerando populações diferentes, assinale a alternativa que apresenta o fator que tem MAIOR CHANCE DE DIMINUIR a variação genética entre populações. A) Mutação. B) Recombinação. C) Deriva genética.

D) Migração.

05)  (UNIFAL) O ano de 2009 tem um significado importante para a ciência, pois completou, em 12 de fevereiro, 200 anos do nascimento de Charles Darwin. Com relação à Teoria Evolucionista de Darwin, é INCORRETO afirmar: A) A cada geração, os indivíduos que deixam descendentes são preferencialmente os que apresentam características que estão relacionadas com a adaptação às condições do ambiente onde vivem. B) A cada geração morre um grande número de indivíduos, sendo que muitos deles não deixarão descendentes. C) Os organismos atuais surgiram em decorrência de transformações sucessivas de formas primitivas e o desaparecimento de uma espécie ocorre em consequência de sua transformação em outra.

D) Os indivíduos mais adaptados sobrevivem e tendem a transmitir as características que estão relacionadas com essa maior adaptação.

06) (UFVJM) Analise as seguintes informações.

Um fazendeiro usou diversas vezes um mesmo inseticida para combater as pragas de sua lavoura. Após algum tempo, observou que o remédio não possuía mais eficácia no combate aos insetos (pragas). Baseando-se nessas informações e em seus conhecimentos, é CORRETO afirmar que A) os insetos adaptaram-se ao meio ambiente impregnado de inseticida. B) insetos resistentes foram selecionados pelo próprio uso do inseticida. C) insetos submetidos ao uso de inseticidas dependem dele para o seu desenvolvimento.

D) o inseticida modificou o ambiente e provocou mutação nos insetos.

07) (UNIVASF)  Considerando diferentes hipóteses evolucionistas, analise as afirmações abaixo e as respectivas justificativas. 1) O GAFANHOTO É VERDE PORQUE VIVE NA GRAMA! Seguindo esse raciocínio, por viver na grama, o gafanhoto passa a produzir pigmentos verdes que o ajudam a se confundir com o ambiente, passando essa característica para os descendentes.

2) O GAFANHOTO VIVE NA GRAMA PORQUE É VERDE! Segundo esse raciocínio, por ser verde, o gafanhoto fica protegido dos predadores. Conseqüentemente, pode gerar descendentes, aos quais transfere suas características.

As afirmações 1 e 2 podem ser atribuídas, respectivamente, a: A) Lamarck e Darwin. B) Hardy-Weinberg e Lamarck. C) Pasteur e Redi. D) Spallanzani e Hooke.

E) Oparin e Miller.

08) (UFRGS)  Uma professora de biologia explicou aos seus alunos que a quantidade da enzima lactase diminui muito ao longo do desenvolvimento de indivíduos originários de povos orientais, o que impede a degradação efetiva do açúcar do leite. Uma das alunas comentou que essa diminuição de lactase deveria ser causada pelo tipo de alimentação característico dos orientais: pobre em leite e seus derivados. A professora ponderou que a aluna havia expressado uma ideia que correspondia ao pensamento de: A)  Darwin B) Morgan C) Lamarck D) Crick

E)  Mendel

09) (UFV) Os gráficos abaixo ilustram as três formas básicas de seleção natural. A distribuição dos fenótipos da progênie, após a seleção, é representada pela linha sólida. Comparativamente, a linha pontilhada representa a geração parental pré-seleção.

Com base na observação dos gráficos, é INCORRETO afirmar: A) Em I, a seleção é estabilizadora, pois favorece os atributos médios. B) Em II, a seleção é direcional, pois, favorece um dos atributos extremos. C) Em II, a freqüência dos alelos no patrimônio genético é alterada. D) Em I, a seleção resulta em maior variabilidade fenotípica.

E) Em III, a seleção é disruptiva, pois favorece os atributos extremos.

10)(UNIFESP) Considere as seguintes proposições: I. Os mais fortes sobrevivem independentemente da situação e do ambiente. II. A seleção natural visa ao aperfeiçoamento da espécie e sua adaptação ao meio.

III. Não é possível compreender adaptação desvinculada de informações sobre o ambiente e a descendência.

Segundo os princípios do darwinismo e da teoria sintética da evolução, está correto o que se afirma em A) I, apenas. B) II, apenas. C) III, apenas. D) I e II, apenas.

E) I, II e III.

11) (Enem) As mudanças evolutivas dos organismos resultam de alguns processos comuns à maioria dos seres vivos. É um processo evolutivo comum a plantas e animais vertebrados: A) movimento de indivíduos ou de material genético entre populações, o que reduz a diversidade de genes e cromossomos. B) sobrevivência de indivíduos portadores de determinadas características genéticas em ambientes específicos. C) aparecimento, por geração espontânea, de novos indivíduos adaptados ao ambiente. D) aquisição de características genéticas transmitidas aos descendentes em resposta a mudanças ambientais.

E) recombinação de genes presentes em cromossomos do mesmo tipo durante a fase da esporulação.

12) (UFLA) A teoria sintética da evolução se fundamenta basicamente em três processos: 1. Processo que cria variabilidade, 2. Processo que amplia a variabilidade, e

3. Processo que orienta a população para maior adaptação.

São exemplos desses três processos, respectivamente: A) recombinação gênica, mutação, seleção natural. B) recombinação gênica, seleção natural, mutação. C) seleção natural, mutação, recombinação gênica. D) mutação, seleção natural, recombinação gênica.

E) mutação, recombinação gênica, seleção natural.

01) No trecho ” sua pele foi se adaptando às condições ambientais das diferentes regiões” tem-se a ideia lamarquista sobre a evolução das espécies. De acordo com Lamarck, o indivíduo se modifica para adaptar às particularidades do meio.
Resp.: D

02) Pela visão lamarquista, o pescoço da girafa aumentou por necessidade do animal buscar folhas mais altas. Dessa forma, o uso contínuo do pescoço levou-o ao crescimento e essa característica teria passado aos descendentes. Pela visão darwinista, havia girafas de pescoço longo e girafas com pescoço mais curto. As girafas com pescoço mais longo tinham mais chance de conseguir alimento e, dessa forma, foram naturalmente selecionadas.

Resp.: D

03) I. Falsa. As mutações são eventos aleatórios; não ocorrem para adaptar o indivíduo ao meio. II. Verdadeira. III. Falsa. Por ação da seleção determinados fenótipos podem ser suprimidos, enquanto outros tornam-se mais frequentes. Dessa forma, alguns alelos têm sua frequência reduzida, enquanto outros alelos ficam em proporção mais elevada. IV. Verdadeira.

Resp.: E

04) As migrações promovem o encontro entre indivíduos de populações diferentes, reduzindo as diferenças genéticas entre elas.
Resp.: D

05)  A ideia de que uma espécie surge em decorrência de transformações sucessivas de formas primitivas, e que o desaparecimento de uma espécie é porque ela se transformou em outra é lamarquista.
Resp.: C

06)  O inseticida atua como agente selecionador;  insetos resistentes são selecionados, enquanto os sensíveis são naturalmente eliminados.
Resp.: B

07) 1. O GAFANHOTO É VERDE PORQUE VIVE NA GRAMA!  Ideia lamarquista. Por viver em um ambiente verde, o animal teria ficado verde. 2. O GAFANHOTO VIVE NA GRAMA PORQUE É VERDE! Ideia darwinista. Em um meio de cor verde, o animal com essa tonalidade tem maiores chances de sobrevivência (menores chances de predatismo).

Resp.: A

08) No trecho “essa diminuição de lactase deveria ser causada pelo tipo de alimentação característico dos orientais: pobre em leite e seus derivados” fica evidente a ideia lamarquista (lei do uso e do desuso).
Resp.: C

09) Os gráficos referem-se aos seguintes tipos de seleção: estabilizadora (os indivíduos medianos são selecionados), direcional (o fenótipo melhor adaptado muda com o passar do tempo) e disruptiva (fenótipos extremos são selecionados, em ambientes diferentes). Seja qual for o tipo de seleção, a variabilidade fenotípica é reduzida. Quanto mais intensa for a ação da seleção natural, menor a diversidade genética da população.

Resp.: D

10) I. Falso. Os indivíduos com atributos mais favoráveis a certo ambiente possuem maiores chances de sobrevivência naquele ambiente (não os mais fortes) e terão menores chances de sobrevivência em outro local em que outras características é que seriam mais interessantes. II.Falsa. A seleção age sobre a diversidade fenotípica, não com o intuito de aperfeiçoar ou melhorar a espécie. III. Verdadeira.

Resp.: C

11) Os indivíduos que predominam em determinado ambiente são aqueles portadores das características mais favoráveis àquele ambiente.
Resp.: B

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12) A mutação é a única forma através da qual um novo alelo surge na população (fonte primária de variabilidade genética). A recombinação gênica age sobre os alelos existentes, levando ao surgimento de novas combinações (juntamente com a reprodução sexuada). A seleção natural age sobre a diversidade fenotípica, contribuindo para uma melhor adaptação ao meio.

Resp.: E