Crédito Imagem: Javier Ábalos
Genética das populações e grupos sociais: como pequenos grupos podem aumentar a diversidade genética
A organização em grupos sociais é uma das grandes transições da história evolutiva. A estrutura social desempenha um papel importante para muitas espécies e são diversos os taxa no reino animal onde encontramos organização social. A evolução social é geralmente interpretada como um modo de conferir benefícios em termos de sucesso reprodutor, protecção e recursos: em muitas espécies, indivíduos de um mesmo grupo cooperam para defender um território, procurar alimento, detectar predadores ou proteger as crias.
A subdivisão em grupos sociais influencia a diversidade genética (heterozigotia esperada) ou genotípica (heterozigotia observada). Sob a teoria clássica da genética populacional, espera-se que unidades relativamente pequenas e desconectadas sofram deriva genética e acumulem consaguinidade, o que pode afectar a capacidade das populações de sobreviver e responder a alterações ambientais.
No entanto, grande parte dos estudos em genética populacional tem ignorado grupos sociais – a mais pequena unidade de reprodução. A maioria dos estudos empíricos foca-se num nível de organização estrutural superior, ou seja, a população, ou num conjunto de indivíduos amostrados no mesmo habitat. Em estudos teóricos, os grupos sociais, quando considerados, são modelados como conjuntos de pequenas unidades (“demes”) onde os indivíduos acasalam ao acaso. Apesar destes modelos terem contribuído significativamente para compreendermos as forças que influenciam a diversidade genética, grupos sociais são bem mais do que um conjunto de indivíduos com reprodução aleatória.
A subdivisão em grupos sociais influencia a diversidade genética (heterozigotia esperada) ou genotípica (heterozigotia observada). Sob a teoria clássica da genética populacional, espera-se que unidades relativamente pequenas e desconectadas sofram deriva genética e acumulem consaguinidade, o que pode afectar a capacidade das populações de sobreviver e responder a alterações ambientais.
No entanto, grande parte dos estudos em genética populacional tem ignorado grupos sociais – a mais pequena unidade de reprodução. A maioria dos estudos empíricos foca-se num nível de organização estrutural superior, ou seja, a população, ou num conjunto de indivíduos amostrados no mesmo habitat. Em estudos teóricos, os grupos sociais, quando considerados, são modelados como conjuntos de pequenas unidades (“demes”) onde os indivíduos acasalam ao acaso. Apesar destes modelos terem contribuído significativamente para compreendermos as forças que influenciam a diversidade genética, grupos sociais são bem mais do que um conjunto de indivíduos com reprodução aleatória.
Na imagem, sifaka de coroa dourada. A sifaka de coroa dourada (Propithecus tattersalli) é uma das espécies mais emblemáticas de lémures de Madagáscar. É um lémur arbóreo de grande porte que vive em grupos sociais estáveis com territórios bem definidos. Créditos: Erwan Quéméré.
Nos últimos anos desenvolvemos um modelo de simulação de dados genéticos num mundo virtual de grupos sociais, onde os indivíduos se podem reproduzir através de diversos sistemas de acasalamento (e.g. monogamia, poliginia). Usando simulações, demonstrámos que a estrutura social é capaz de manter altos níveis de diversidade genotípica. Este resultado parece contradizer a ideia de que pequenos grupos acumulam níveis elevados de consanguinidade. No trabalho que publicámos recentemente no jormal Heredity, aplicámos o modelo de simulação a uma espécie de lémur, a sifaka de coroa dourada, uma espécie em perigo crítico de extinção. Este estudo revelou que quando os dados são analisados ao nível da unidade social, e não ao nível de subdivisão geográfica, e.g. fragmento florestal (“população” como na grande maioria dos estudos de genética populacional), observam-se grandes níveis de diversidade genotípica. A comparação com dados simulados permitiu demonstrar que, nesta espécie, a simples subdivisão estrutural em grupos sociais é suficiente para manter altos os níveis de diversidade genotípica (heterozigotia observada) sem que a espécie necessite de recorrer a estratégias comportamentais para evitar a endogamia (“inbreeding avoidance”).
Este artigo é o resultado da combinação entre trabalho teórico e empírico. Artigo completo aqui.
email de contacto: [email protected]
Este artigo é o resultado da combinação entre trabalho teórico e empírico. Artigo completo aqui.
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Na imagem, amostra de excrementos de sifaka. As várias espécies de sifaka são um modelo perfeito para estudos genéticos de conservação não invasivos. A maioria dos indivíduos não foge aquando da aproximação humana uma vez que as espécies são protegidas por tabus locais e não são caçadas. Também por esta razão, o material fecal é muito fácil de amostrar, pois as sifakas são principalmente activas durante o dia e defecam com relativa frequência, fornecendo assim material fresco regular. Como tal, a equipa de campo em Madagáscar foi capaz de obter uma grande colecção de amostras fecais desta espécie. Infelizmente, é importante realçar que a situação está a mudar rapidamente em Madagáscar com um aumento da caça de espécies de sifakas por razões complexas.
Este trabalho foi realizado por:
Bárbara Parreira: Geneticista de populações, nos últimos anos tem desenvolvido modelos computacionais para compreender a influência de diferentes níveis de estrutura populacional na diversidade genética das espécies. Investigadora pós-doutorada afiliada ao Population and Conservation Genetics group, Instituto Gulbenkian de Ciência, aquando da publicação deste trabalho.
Erwan Quéméré: Biólogo evolutivo e da conservação, actualmente estuda fitness-related traits e as bases genéticas do comportamento. É investigador associado no INRAE, Rennes, França.
Cécile Vanpé: Bióloga da conservação, actualmente o seu trabalho foca grandes mamíferos, evolução de comportamentos e estimação de densidades populacionais. É assistente no projecto do urso-pardo no Gabinete Nacional da Caça e Fauna Selvagem, França.
Inês Carvalho: Bióloga da conservação, o seu trabalho foca-se especialmente em cetáceos com principal destaque para a conservação dos golfinhos do Sado. É investigadora pós-doutorada a trabalhar no Population and Conservation Genetics group, Instituto Gulbenkian de Ciência.
Lounès Chikhi: Geneticista de populações, o seu trabalho foca-se na história demográfica recente das espécies e no desenvolvimento de métodos para esse fim. É o investigador Principal do Population and Conservation Genetics group, Instituto Gulbenkian de Ciência, e também investigador do CNRS afiliado à Universidade Paul Sabatier em Toulouse, França.
Financiamento: Fundação para a Ciência e a Tecnologia (ref. SFRH/BPD/118783/2016 to BP, ref. SFRH/BPD/97566/2013 and IGD-DL57NT-32, ref. PTDC/BIA-BIC/4476/2012, PTDC/BIA-BEC/100176/2008, PTDC-BIA-EVL/30815/2017 to LC). 2015-2016 BiodivERsA COFUND, ANR (ANR-16-EBI3-0014) e Fundação para a Ciência e Tecnologia ref. Biodiversa/0003/2015 e PT-DLR 01LC1617A). LABEX e TULIP (ANR-10-LABX-41 and ANR-11-IDEX-0002-02) e LIA BEEG-B (Laboratoire International Associé–Bioinformatics, Ecology, Evolution, Genomics and Behaviour). Investissement d’Avenir grant of the Agence Nationale de la Recherche (CEBA: ANR-10-LABX-25-01).
10.11.2020
Bárbara Parreira: Geneticista de populações, nos últimos anos tem desenvolvido modelos computacionais para compreender a influência de diferentes níveis de estrutura populacional na diversidade genética das espécies. Investigadora pós-doutorada afiliada ao Population and Conservation Genetics group, Instituto Gulbenkian de Ciência, aquando da publicação deste trabalho.
Erwan Quéméré: Biólogo evolutivo e da conservação, actualmente estuda fitness-related traits e as bases genéticas do comportamento. É investigador associado no INRAE, Rennes, França.
Cécile Vanpé: Bióloga da conservação, actualmente o seu trabalho foca grandes mamíferos, evolução de comportamentos e estimação de densidades populacionais. É assistente no projecto do urso-pardo no Gabinete Nacional da Caça e Fauna Selvagem, França.
Inês Carvalho: Bióloga da conservação, o seu trabalho foca-se especialmente em cetáceos com principal destaque para a conservação dos golfinhos do Sado. É investigadora pós-doutorada a trabalhar no Population and Conservation Genetics group, Instituto Gulbenkian de Ciência.
Lounès Chikhi: Geneticista de populações, o seu trabalho foca-se na história demográfica recente das espécies e no desenvolvimento de métodos para esse fim. É o investigador Principal do Population and Conservation Genetics group, Instituto Gulbenkian de Ciência, e também investigador do CNRS afiliado à Universidade Paul Sabatier em Toulouse, França.
Financiamento: Fundação para a Ciência e a Tecnologia (ref. SFRH/BPD/118783/2016 to BP, ref. SFRH/BPD/97566/2013 and IGD-DL57NT-32, ref. PTDC/BIA-BIC/4476/2012, PTDC/BIA-BEC/100176/2008, PTDC-BIA-EVL/30815/2017 to LC). 2015-2016 BiodivERsA COFUND, ANR (ANR-16-EBI3-0014) e Fundação para a Ciência e Tecnologia ref. Biodiversa/0003/2015 e PT-DLR 01LC1617A). LABEX e TULIP (ANR-10-LABX-41 and ANR-11-IDEX-0002-02) e LIA BEEG-B (Laboratoire International Associé–Bioinformatics, Ecology, Evolution, Genomics and Behaviour). Investissement d’Avenir grant of the Agence Nationale de la Recherche (CEBA: ANR-10-LABX-25-01).
10.11.2020
