Diversidade genética no tempo
Sistemas vivos e hereditariedade
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Os sistemas vivos apresentam as seguintes
características básicas além das estudadas na aula
anterior:
- Se reproduzem (com o sem sexo);
- Mantém a informação que carregam ao longo das
gerações (hereditariedade);
Tempo
Número de indivíduos
Conseqüentemente..
Teoricamente, o número de indivíduos tenderia ao infinito
Isso não aconteceu. Porque?
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Existe um número máximo de indivíduos acupantes
da mesma região S do espaço, dividindo os recursos
R.
{S, R}
Portanto...
{S, R}
Além disso...
Modificação da informação
(mutação)‫‏‬
Variação
Propriedade de um grupo de indivíduos
Então...
{S, R}
Mais apto a viver em {S, R}
Sucesso reprodutivo diferencial
Concluindo
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Grupos de sistemas informacionais que se
reproduzem, apresentam variação hereditária e que
dividem o hiperespaço { S, R } estão sujeitos a
sucesso reprodutivo diferencial, ou seja, seleção
natural
A propriedade acima é valida se e somente se {S,R}
for limitado
Sem limitação em {S,R}
{S, R} !
!!
N ! !!
Mesmo com taxas de reprodução
diferentes
{S, R}!
N!
Por que?
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Mesma com reprodução diferencial, os recusos são
infinitos. Não haverá competição entre as duas
formas no ambiente.
Podemos também admitir o seguinte
{S, R}
O sucesso reprodutivo é equivalente
em ambos os tipos
Nesse caso...
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A modificação das frequências dos tipos será
randômica e dependente do número de indivíduos
existentes em {S, R}
Esse fenômeno recebe o nome de deriva genética.
Tornando a conversa mais concreta
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O esquema anterior pode ser usado para representar,
por exemplo, as relações ancestral-descendente de
uma população clonal de bactéria.
Tecnicamente, mostramos a genealogia dessas
bactérias
Essa é uma representação das relações de
parentesco.
Isso também é uma genealogia
Uma genealogia com sexo
sexo
sexo
Isso é uma genealogia?
Existe diferença entre os dois
processos?
Algumas considerações
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Se genalogias representam relações de parentesco,
ontologicamente não existe diferença entre as duas
representações
A diferença entre as duas representações é que elas
mostram a diversidade em escalas de tempo
diferentes
Na prática... genealogia vs filogenia
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Seguindo essa linha, seria impossível separar
genealogias de filogenias
Na prática, em organismos sexuados, dizemos que:
- Genealogia: relações de parentesco dentro das espécies
- Filogenia: relações de parentesco entre as espécies
Genealogia e Filogenia
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A diferença entre genealogia e filogenia é tênue.
filogenia
espécies
genealogia
Por que?
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O fluxo de informação vertical é contínuo no tempo.
Portanto...
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Qualquer corte é necessariamente arbitrário
?
?
?
Entreteanto...
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Se pensarmos em sistemas que trocam informação
horizontal (ex, indivíduos de uma espécie com
reprodução sexuada), o corte fica melhor definido.
filogenia
espécies
genealogia
A espécie é o limite
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Portanto, a espécie é o divisor de águas.
Mas, o que exatamente é espécie e por que ela é
considerada uma entidade evolutivamente
importante?
tempo
Um exemplo curioso
Diferentes
espécies?
Anagênese
Diferentes
espécies?
Pensando o problema de foma diferente
Diferentes espécies?
Por que não são espécies diferentes?
Contínuo ontogenético
O que estabelece essa continuidade?
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Indivíduos são contínuos no tempo por casa da
reprodução celular coordenada
Indivídios são coesos no espaço-tempo
Existe continuidade e coesão na
anagênese?
! 
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A continuidade é dada
pela reprodução
A coesão é dada pelo
fluxo gênico
Portanto
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Se diferentes estágios ontogenéticos (semaforontes)
não são espécies diferentes..
Diferentes estágios populacionais não podem ser
espécies diferentes
Logo...
Uma única espécie
Diferente de...
Duas espécies
Interrupção do fluxo gênico (coesão)‫‏‬
Um zoom nas relações de parentesco
Fluxo gênico
interrompido
filogenia
genealogia
Interrupção do
fluxo gênico
Afastando mais o zoom
Entretanto, mesmo em espécies
sexuadas, o fluxo vertical não é
quebrado
Espécies
espécie
espécie
espécie
espécie
espécie
espécie
Genealogias
Genealogia de alelos
Genealogia de indivíduos
Filogenias
Filogenia das espécies A e B
(mostrando as relações
genealógicas dentro de cada
espécie)
espécie A
fluxo gênico
Filogenia de humanos e
chimpanzés (sem mostrar as
relações genealógicas dentro
de cada espécie)
espécie B
fluxo gênico
FILOGENÉTICA
Tokogenética e Filogenética
TOKOGENÉTICA
TOKOGENÉTICA
(Genética de Populações)‫‏‬
FILOGENÉTICA
Pensando em tokogenética
PANMIXIA
Populações naturais são hierárquicas
população total
regiões
subpop.
indivíduo
Probabilidade de
cruzamento
Qual é a origem da hierarquia?
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A probabilidade diferencial de cruzamento cria
grupos mais relacionados entre si
Ou seja, em última instância, a hierarquia é causada
por interrupção de fluxo gênico
A importância do fluxo gênico na
coesão do grupo
novidade evolutiva
Passagem da novidade evolutiva
Coesão
Se a panmixia se continuasse no tempo...
Resultado
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O processo evolutivo
seria reduzido a uma
interminável anagênese
O número de espécies
hoje seria = 1
Vamos ser um pouco reducionistas...
Uma forma unificada de acompanhar o
fluxo de informação nos sistemas vivos
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Já que a molécula que carrega a informação nos
sistemas vivos é o DNA, porque não acompanhar as
relações ancestral-descendente através dela?
Entretanto, uma molécula de DNA é algo
abstrato.. a unidade fundamental da informação é o
gene.
Ao invés de indivíduos vamos
considerar genes
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Por exemplo, vamos acompanhar um gene X ao
longo do tempo.
Eventualmente...
mutação
tempo
Alelos
mutação
alelos do gene X
O processo de coalescência
População de genes X
Eventualmente...
População de de genes X
monomórfica
tempo
População de de genes X
polimórfica
Na prática:
E espaço??
tempo
espaço