Hereditariedade e Variabilidade

 A hereditariedade é a transmissão de características de pais para filhos. Essas informações genéticas e fenotípicas transmitidas são chamadas de hereditárias.

A fecundação garante a transmissão de características aos descendentes

Denominamos de hereditariedade o fenômeno em que os genes e as características dos pais são transmitidas aos seus descendentes. As características genéticas e fenotípicas transmitidas dessa forma, por sua vez, são chamadas de hereditárias.

Nos seres humanos, a transmissão de características hereditárias é conseguida graças à fusão dos gametas. O gameta masculino, o espermatozoide, e o gameta feminino, o ovócito secundário, contêm 23 cromossomos cada. Quando ocorre a fusão, os 23 cromossomos do pai juntam-se aos 23 cromossomos da mãe e passam a compor o conjunto cromossômico daquela nova célula.

→ Conhecimento sobre hereditariedade

Apesar de hoje ser bem estabelecido como o material genético é herdado, a hereditariedade não foi sempre compreendida de forma adequada. Por muito tempo, não se entendia, por exemplo, por que algumas pessoas eram tão parecidas com os pais e outras apresentavam diferenças tão acentuadas. Não se sabia nem mesmo que existia material genético e que esse era transmitido.

Hipócrates, por volta de 410 a.C., propôs a ideia da pangênese, a qual afirmava que o organismo produzia partículas de todas as partes do organismo e que essas partículas eram transmitidas no momento da reprodução. Essa ideia permaneceu bem aceita até o final do século XIX.

Aristóteles (384-322 a.C.) também possuía uma ideia sobre hereditariedade. De acordo com ele, existia algum material no sêmen produzido pelos pais que garantiam a transmissão de características. O termo sêmen, nesse caso, era usado no sentido de gametas e não como a secreção eliminada no momento da ejaculação.

Após Aristóteles, houve um grande período sem que essas questões fossem levantas. Apenas depois do Renascimento, os estudos voltaram a ser realizados com o objetivo de desvendar a hereditariedade, entretanto, pouco progresso foi observado. Sendo assim, existem poucos trabalhos verdadeiramente inovadores no período compreendido entre as ideias de Aristóteles e Gregor Mendel (1822-1884).

→ Gregor Mendel

Gregor Mendel é considerado o pai da Genética por causa dos resultados de seus estudos envolvendo ervilhas. Sua teoria foi proposta antes mesmo de a estrutura e o funcionamento dos cromossomos serem conhecidas, entretanto, Mendel compreendeu de maneira acertada os princípios básicos da hereditariedade.

Mendel propôs duas leis:

• Lei da segregação ou a primeira lei de Mendel: Mendel admitiu que existem fatores para cada característica e que eles segregam-se na formação dos gametas, nos quais ocorrem em dose simples. Os fatores que Mendel descreve em seus resultados seriam, na realidade, os genes, dos quais se têm conhecimento atualmente.
• Lei da segregação independente ou segunda lei de Mendel: Mendel admitiu ainda que os fatores para duas ou mais características distribuem-se de forma independente para os gametas e combinam-se ao acaso.

As duas leis de Mendel explicam, utilizando regras simples de probabilidade, as variações existentes na transmissão de algumas características. Além disso, elas serviram como base para a ampliação do conhecimento genético e propuseram a ideia de herança particulada, a qual demonstra que os pais passam adiante unidades herdáveis separadas (atualmente chamadas de genes). Assim sendo, as leis de Mendel foram o ponto de partida para a Genética moderna e a compreensão correta da hereditariedade.

Variabilidade:

Variabilidade genética é uma expressão que diz respeito à variedade de alelos (diferentes versões de um mesmo gene) que uma espécie apresenta. Essa variedade apresenta como fonte primária o mecanismo de mutação, processo responsável por originar novos alelos de maneira totalmente aleatória. A variabilidade genética é responsável por promover o surgimento de diferenças morfológicas e fisiológicas dos indivíduos de uma espécie e, desse modo, é essencial para que a seleção natural possa atuar.

O que é a variabilidade genética?

Quando falamos em variabilidade genética, referimo-nos à diversidade de alelos presentes em determinada população. É essa variabilidade a responsável por promover as características morfológicas e fisiológicas dos organismos, ou seja, é a responsável por garantir que, dentro de uma mesma espécie, existam variações entre as características de cada indivíduo.

Na espécie humana, por exemplo, podemos observar facilmente como a variabilidade genética provoca diferenças individuais, sendo possível distinguir diferentes tonalidades de pele, altura, cabelo, entre outras características.

A variabilidade genética diz respeito à variedade de alelos em uma espécie.

Fatores que influenciam na variabilidade genética

A variabilidade genética é influenciada por diferentes fatores. A mutação é considerada a fonte primária da variabilidade genética, pois ela é responsável pelo surgimento de novos alelos. Além da mutação, temos a reprodução sexuada, a deriva genética e o fluxo gênico como fatores que influenciam na variedade de alelos de uma espécie.

• Mutação: está relacionada diretamente com o aumento da variabilidade genética. É por meio da mutação que muitos alelos surgem nos indivíduos, entretanto, é importante destacar que esse surgimento ocorre totalmente ao acaso. Os novos alelos podem surgir de diferentes formas, como a inserção ou deleção de um nucleotídeo em uma sequência de DNA que codifica determinada proteína.

Alterações nessas sequências são responsáveis diretamente por mudanças nas proteínas que seriam sintetizadas, determinando, desse modo, o surgimento de novas características. Com o aumento de novos alelos, temos um aumento da variabilidade genética devido ao surgimento de novos genótipos.

É importante deixar claro, mais uma vez que a mutação é considerada um fenômeno não adaptativo, uma vez que acontece de maneira aleatória e não com a função de tornar um indivíduo mais adaptado ao meio em que vive.

• Reprodução sexuada: é um tipo de reprodução que envolve gametas. Está relacionada com a variabilidade genética, pois promove a combinação de alelos proveniente dos pais. Ela é responsável, portanto, por “misturar os alelos”, promovendo diferentes genótipos. Além disso, não podemos esquecer-nos de que, durante a formação dos gametas, o fenômeno conhecido como crossing-over, que ocorre na meiose, e a segregação independente dos cromossomos, na formação dos gametas, também promovem a variabilidade.
• Fluxo gênico: nada mais é do que a movimentação de alelos entre populações. Ocorre devido à movimentação de indivíduos férteis ou seus gametas, que acabam transferindo alelos de uma população para outra, podendo, por exemplo, introduzir um novo alelo em uma população, aumentando a variabilidade genética. Com o tempo, no entanto, o fluxo gênico tende a reduzir as diferenças genéticas entre as populações.
• Deriva genética: diferentemente de outros fatores, está relacionada com a diminuição da variabilidade genética. A deriva genética pode ser definida como uma mudança na frequência alélica decorrente de eventos aleatórios, podendo, nesse processo, ocorrer a eliminação de determinados alelos ou sua fixação, independentemente se eles são vantajosos ou não. Vale salientar que a deriva genética é significante em populações pequenas.

Variabilidade genética e seleção natural

Mariposas de uma mesma espécie, porém com características distintas.

A variabilidade genética diz repeito à diversidade de alelos existentes em indivíduos de uma espécie. Como ela determina as características morfológicas e fisiológicas dos indivíduos, quanto maior ela for, mais diversificada será uma população. Sem essa diversidade, não seria possível a ocorrência da seleção natural.

Imagine, por exemplo, que, em uma região, temos a presença de mariposas de coloração clara e escura, como demonstrado na figura anterior. Essa variação de cores ocorre devido à presença de genes que determinam a coloração de cada indivíduo.

Na figura é possível perceber que as mariposas de coloração clara ficam camufladas no ambiente, o que evita a predação. As mais escuras, por sua vez, estão mais visíveis, sendo predadas com mais frequência. A coloração clara, nesse caso, é uma característica vantajosa, que possibilita a sobrevivência nesse ambiente, garantindo a reprodução e transmissão de características para a próxima geração. A ação da seleção natural, nesse caso, só foi possível devido à existência de diferenças entre os indivíduos.