universidade estadual de santa cruz pró-reitoria de

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E BIOLOGIA MOLECULAR
SUBDIVISÃO POPULACIONAL: UMA ABORDAGEM PARA CONSERVAÇÃO
Discente: Gislaine Mendes Coelho
Orientadora: Drª Fernanda Amato Gaiotto
RESUMO
(Seminário de Tema Livre)
A conservação da diversidade biológica incluindo, o nível genético, só é eficaz
quando relacionada à visão evolutiva de que espécies são entidades dinâmicas capazes
de se adaptar a mudanças ambientais. Atualmente diversas espécies e populações estão
ameaçadas de extinção devido à perda de habitat, sobrexploração e poluição. Portanto a
mitigação de fatores que contribuem para o declínio das populações é fundamental para
manutenção da biodiversidade [1]. Para uma ação eficaz na minimização desses fatores,
tal como a endogamia, necessita-se do conhecimento da diversidade genética através da
quantificação e caracterização do modo de distribuição da variabilidade dentro das
populações [2]. A endogamia causa a redução da variabilidade genética mantida na
forma de heterozigotos. Esta perda de variabilidade genética natural pode ser
responsável pela redução dos níveis de fertilidade e viabilidade de indivíduos da
população frente a mudanças ambientais. A endogamia pode ocorrer devido a dois
fatores principais: i) pelos desvios de panmixia ou ii) pela subdivisão populacional. A
principal maneira de detectar desvios de acasalamento ao acaso é através da aderência
dos locos ao Teorema de Hardy-Weinberg. Porém este teorema não engloba populações
em que a autofecundação seja natural. Para incluir as espécies que efetuem
autofecundação natural em análises de equilíbrio genético, Sewall Wright postulou novo
teorema de equilíbrio adicionando a endogamia relacionada ao sistema reprodutivo.
Além disso, publicou as Estatísticas – F que descrevem a distribuição da variação
genética em populações, medindo o déficit de heterozigotos em relação ao esperado em
Equilíbrio de Hardy-Weinberg. Essa medida é feita em três níveis hierárquicos: análise
de endogamia dentro da população relacionada ao sistema reprodutivo (FIS); análise de
endogamia causada pela subdivisão populacional (FST); análise de endogamia total (FIT).
A análise da estrutura genética, ou seja, da perda de diversidade causada pela subdivisão
populacional é feita através do FST, o qual avalia a divergência das frequências alélicas
entre duas ou mais populações. A perda de heterozigotos e conseqüente excesso de
homozigotos que ocorre em casos de subdivisão é designada Efeito Wahlund. A partir
deste princípio é possível demonstrar como ocorre a redução de heterozigotos, mesmo
que as subpopulações se mantenham sob panmixia. Estimativas elevadas de FST
evidenciam uma elevada estrutura das populações devido à grande diferenciação
genética entre elas. O adequado para manter a capacidade adaptativa das espécies seria
uma maior variabilidade genética dentro das populações e uma menor diferença entre
elas. A estimativa de sub-estruturação em relação ao local ou região dentro de
populações pode também ser realizada através das Estatísticas - F hierárquicas, que
podem fornecer informações interessantes para planos de manejo e conservação [3]. O
FST, entretanto, tem certas limitações como: i) resultados enviesados quando aplicados a
locus multi-alélicos de evolução rápida; ii) não identificação de relação genealógica; iii)
resultados enviesados em casos de populações ameaçadas[4]; iv) deve ser utilizado
apenas sobre locos neutros. Devido aos avanços computacionais e tecnológicos,
estatísticas análogas ao FST têm sido desenvolvidas para diminuir suas limitações. Dentre
elas destacam-se: GST que é aplicação desta abordagem em locus multi-alélicos; ΦST
utilizado em dados de marcadores moleculares dominantes e haplótipos; RST que corrige
a elevada taxa de mutação de marcadores microssatélites, seguindo o modelo mutacional
de Stepwise; e QST que avalia dados de características quantitativas distinguindo a ação
de seleção e deriva sobre esses locos. Mesmo havendo diferenças de aplicação desses
análogos ao FST, todos podem ser interpretados biologicamente como perda de
diversidade pela subdivisão populacional, ou seja, podem ser usados como métodos de
estimar a estrutura genética da população [5, 6]. A magnitude da subdivisão
populacional acarretando prejuízo sobre a variabilidade genética da população pode ser
estimada através do Tamanho efetivo populacional (Ne). Este parâmetro representa o
número de indivíduos capazes de manter a variabilidade genética. Uma de suas
estimativas é baseada no FST [3]. Outros fatores que aceleram a diferenciação entre as
populações são isolamento (ausência de fluxo gênico) e redução do tamanho
populacional. Ambos favorecem a ação da deriva genética e endocruzamento. O
afunilamento populacional é outro processo que pode ampliar a ação da deriva. Quando
isto ocorre, embora a população possa se restabelecer, em tamanho, sua diversidade não
será mais a mesma da população original graças ao “efeito fundador”. A manutenção da
diversidade entre as populações pode ocorrer através do fluxo gênico, que possibilita a
troca gênica entre subpopulações parcialmente isoladas, aumentando a variabilidade
genética e promovendo, a capacidade adaptativa. O fluxo gênico também pode ser
estimado através da estimativa de FST [7]. O restabelecimento de fluxo gênico entre
populações de espécies ameaçadas é um dos métodos de tentar diminuir os impactos
causados pela fragmentação populacional, ampliando assim, a diversidade genética
intrapopulacional e auxiliando na adequação adaptativa das populações às mudanças
ambientais.
Palavras-chave: Conservação, diversidade genética, subdivisão populacional e FST
Referências Bibliográficas
[1] FRANKHAM, R.; BALLOU, J. D. ; BRISCOE, D. A. Fundamentos da genética da
Conservação. Editora da Sociedade Brasileira de genética, 280 p. 2008.
[2] FUTUYMA, D. J. Biologia evolutiva. FUNPEC-RP, 2º edição Ribeirão Preto, 630p,
2002.
[3] JEFFREY, K.; HARTL, D. L. A primer of Ecological Genetics. Editora Sinauer,
304p. 2004.
[4] PEARSE, D. E et al. Beyond FST: analysis of population genetic data for
conservation. Conservation Genetics, v.5, p.585-602, 2004.
[5] CAVERS, S. et al. Targeting genetic resource conservation in widespread
species: a case study of Cedrela odorata L. Forest Ecology and Management, v.197,
p.285-294, 2004.
[6] EVANS, B. S. et al. Population genetic structure of the perlemoen Haliotis midae
in South Africa: evidence of range expansion and founder events. Marine Ecology
Progress series, v.270, p.163-172, 2004
[7] ALLENDORF, F. W.; LUIKART, G. Conservation and the Genetics of
Populations. Editora Blackwell Publishing, 642p. 2007.