Tópico: Fixação

[Marcel]

     Imagine que hoje nasceu um golfinho com uma mutação que o torna capaz de respirar debaixo d'água (supondo que só uma mutação fosse o suficiente para isso) . Essa mutação é uma enorme vantagem evolutiva. Quanto tempo seria necessário para que essa mutação fosse fixada na espécie? Anos? Décadas? Séculos? Milênios?

[uiliníli]

É um caso interessante para modelar numericamente. Acho que ele pode ser encarado de forma análoga aos modelos teóricos de propagação de epidemias.

Dê uma olhada nesses liks, não é exatamente a mesma coisa, mas são fenômenos de certa forma parecidos:

ssdi.di.fct.unl.pt/cursos/pce/0506-1/avaliacao/trabalho_2/T2_pce.doc
http://alfweb.cii.fc.ul.pt/~cftcweb/CFTC/coccix/capitulos/capitulo5/modulo7/topico4.php
http://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_modelling_in_epidemiology

[Buckaroo Banzai]

Acredito que epidemias se propagam muito mais rapidamente.

A fixação de uma característica pode ser calculada com coisas como a taxa de reprodução da espécie, a alteração na taxa reprodutiva ou de sobrevivência (e no que isso representar como vantagem reprodutiva do gene mutante) que essa mutação representa, longevidade da espécie, tamanho da população com o gene "antigo" a ser substituída, além de outros detalhes que podem complicar mais os cálculos, como o tipo de organismo e de reprodução, sexual ou assexual, ou mista, e ainda a como se dá a determinação da característica, homo ou heterozigose, e outros detalhes possíveis.

No fim das contas, essencialmente ela se fixará quando todos portadores da versão anterior já tiverem morrido e sobreviverem na espécie (ou no que então for uma espécie) apenas portadores da mutação. Isso pode se dar em diversos cenários diferentes, uns mais rápidos, outros mais lentos. Nos mais rápidos, a mutação tem vantagem bem maior sobre os não-mutantes, de forma que quase que ativamente eliminam eles que se tornaram meio que "obsoletos". Mas isso é meio radical e não necessariamente algo freqüente. Mais comumente seria uma vantagem menos drástica que se fixa mais lentamente. Pode também ser de certa forma um meio termo; a modificação ser bem vantajosa, mas ao mesmo tempo não haver ameaça para a população não mutante, que pode continuar existindo praticamente inabalada. Isso poderia se dar num cenário em que a modificação possibilitasse a exploração de um novo nicho, o que seria o início de uma especiação, e de certa forma a fixação dessa mutação estaria se dando "instantâneamente" nessa nova espécie, na medida que a separação em nichos estiver razoavelmente estabelecida e todos os indivíduos nesse nicho forem prole de um "pioneiro" mutante.

As mutações, como um todo - não mutações específicas - podem se fixar mais rapidamente por outro lado na ausência relativa de seleção natural. Elas podem, no entanto, vir a ser selecionadas eventualmente e já "largarem na frente", bem na frente, o que de certa forma representa uma aceleração do processo de fixação de uma mutação, ainda que, a princípio, mesmo antes da seleção sobre essa característica começar, a sua propagação tenha implicado na "substituição" de outros indivíduos sem a mutação numa população.

Nessa página: http://evolution.genetics.washington.edu/pgbook/pgbook.html

tem um livro em PDF sobre genética de populações com coisas sobre o assunto.

Há algum tempo atrás, também teve um tópico sobre um assunto relacionado nessa parte do fórum, "dilema de Haldane", que tinha links e/ou reproduções de formas mais simplificadas de se fazer esse tipo de cálculo.

[PedroAC]

 Alguns factores que surgem na mente são o tempo de vida do animal, duração até sexualidade activa, duração da sexualidade activa, a velocidade reprodutiva e a complexidade do genótipo e dominância dos genes.

 Se morrerem muito cedo, pode ter poucas chances de reproduzir (a não ser que façam frequentemente e que a tenha uma vantagem para o efeito).
 Quanto mais tempo durar até à sexualidade activa, há mais tempo esperado para poder transmitir o genes.
 Quanto menos tempo durar a actividade activa, menos possibilidade tem de se reproduzir.
 Quanto mais crias tiver em menos tempo, mais probabilidades tem de herança.
 Quanto mais complexo for o genótipo, menor as chances de haver crias com o fenótipo idêntico.
 Se os genes forem recessivos, menos probabilidade há de manter o fenótipo.

 Os microorganismos e insectos que reproduzem em grande número e velocidade transmitem com facilidade e em pouco tempo mudanças nas espécies. Isso acontece exponencialmente.

 No caso dos golfinhos, a gestação dura cerca de 10 meses e nasce apenas uma cria de cada vez. Um golfinho pode viver até aproximadamente 40 anos. Por isso para haver um número considerável de golfinhos com uma característica nova deve ser preciso esperar muitos séculos, a não ser que sejam sexualmente muito activos, mas penso que não seja o caso.

[uiliníli]

Acredito que epidemias se propagam muito mais rapidamente.

Isso é evidente. O que eu quis dizer é que qualitativamente o processo de fixação vai ser parecido com o de contágio em muitos sentidos. Não fosse a preguiça eu mesmo poderia fazer as alterações necessárias em um algoritmo de propagação de epidemias e fazer um modelo simplificado da fixação. Mas mesmo assim eu ia acabar tendo de chutar alguns parâmetros, como qual é a vantagem comparativa que a mutação traz (a chance de um mutante sobreviver é 5% maior? 10%?)

[Nina]

Acredito que epidemias se propagam muito mais rapidamente.

Isso é evidente. O que eu quis dizer é que qualitativamente o processo de fixação vai ser parecido com o de contágio em muitos sentidos. Não fosse a preguiça eu mesmo poderia fazer as alterações necessárias em um algoritmo de propagação de epidemias e fazer um modelo simplificado da fixação. Mas mesmo assim eu ia acabar tendo de chutar alguns parâmetros, como qual é a vantagem comparativa que a mutação traz (a chance de um mutante sobreviver é 5% maior? 10%?)

Vários programas já fazem isso. Acho que eu mesma já indiquei o link de alguns numa discussão sobre neutralismo. Vou procurar novamente!

ps.: Gaby, estes gatinhos estão o máximo!