Em uma população isolada e pequena (N = 20) de uma rã endêmica (Rana aurea) foram registrados os seguintes…

Questão

Em uma população isolada e pequena (N = 20) de uma rã endêmica (Rana aurea) foram registrados os seguintes genótipos para um locus único: AA = 2, Aa = 6, aa = 12. O alelo a reduz a viabilidade apenas em homozigose (aa). a) Calcule as frequências alélicas iniciais e a frequência esperada de aa sob cruzamento aleatório (Hardy-Weinberg). b) Interprete, com base em probabilidade e incerteza, a chance aproximada de fixação do alelo a se ele fosse neutro versus se for deletério. c) Proponha uma estratégia de cruzamento para reduzir rapidamente a proporção de indivíduos aa na população em cativeiro e preveja quantitativamente o efeito dessa estratégia em uma geração; discuta também limites e incertezas dessa previsão.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

a) Cálculo das frequências: número total de alelos = 2·20 = 40. Alelo A = 2·(AA) + 1·(Aa) = 2·2 + 6 = 10 ? p = 10/40 = 0,25. Alelo a = 1·(Aa) + 2·(aa) = 6 + 24 = 30 ? q = 30/40 = 0,75. Sob cruzamento aleatório (HW) a frequência esperada de aa = q^2 = 0,75^2 = 0,5625 ˜ 56,25% ? ˜ 11–12 indivíduos em N=20, congruente com a observação (12). b) Probabilidade de fixação: para um alelo neutro, a probabilidade de eventual fixação em uma população diploide aleatória é igual à sua frequência atual, portanto ˜ 0,75 (alta chance de fixação se realmente neutro). Se o alelo a é deletério (reduz viabilidade em aa), a seleção contrária reduz fortemente a probabilidade de fixação; a probabilidade real dependerá do coeficiente de seleção s e da dominância, mas será menor que 0,75 e poderá ser próxima de zero se a seleção for forte. Em populações pequenas, deriva genética aumenta a incerteza — mesmo alelos deletérios podem fixar por acaso ou ser perdidos rapidamente, portanto previsões têm larga variância. c) Estratégia de cruzamento prática: identificar genótipos por genotipagem e evitar Aa × Aa e aa × qualquer, priorizando cruzamentos entre AA × AA e AA × Aa. Na população atual há 2 AA e 6 Aa; se escolher apenas cruzamentos AA × Aa (evitando aa como reprodutor) e todos os acasalamentos forem desse tipo, cada cruzamento AA×Aa produz 50% AA e 50% Aa, sem aa na prole imediata. Suponha que toda a reprodução da próxima geração seja feita por esses cruzamentos (controle intensivo): a proporção de indivíduos aa entre os recém-nascidos será ˜ 0, reduzindo dramaticamente a frequência fenotípica de aa em uma geração. Limites e incertezas: é necessário genotipar corretamente; se houver reprodução residual de aa ou acasalamentos não controlados, aa reaparecerá por segregação de portadores (Aa). Seleção natural, migração e mutação também afetam as frequências; o efeito de inbreeding e a redução da diversidade genética ao eliminar portadores podem comprometer a adaptação a longo prazo. Além disso, medidas práticas (recursos, número de reprodutores disponíveis) e erro amostral em N pequeno introduzem incerteza nas previsões. Recomenda-se acompanhar frequências alélicas por genotipagem em gerações subsequentes e combinar manejo genético com aumento do tamanho efetivo da população para reduzir deriva.

Explicação

A explicação aborda de forma clara e estruturada os cálculos das frequências alélicas e a previsão sob o modelo de Hardy-Weinberg, além de discutir a probabilidade de fixação dos alelos em diferentes cenários. A proposta de cruzamento é prática e fundamentada em princípios genéticos, considerando o impacto da seleção e da deriva genética em populações pequenas. Limites e incertezas são bem identificados, destacando a importância do manejo genético contínuo e do monitoramento das frequências alélicas.

Raio-X da questão

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