Modelos com variação de estrutura populacional no tempo e estudo de suas consequencias geneticas / Models with variation in population structure through time and study of genetic consequences

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

A estrutura populacional é um dos principais fatores moldando os padrões de variabilidade genética no tempo e no espaço. Devido às flutuações climáticas que ocorreram durante o período Quaternário, muitas espécies podem ter sofrido redução e fragmentação populacional, ficando restritas a "refúgios" durante períodos glaciais e se expandindo novamente durante os interglaciais. Isto tem sido utilizado para explicar alguns padrões encontrados nas espécies atualmente. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento e estudo de modelos para auxiliar na compreensão das conseqüências genéticas de mudanças cíclicas na estruturação e tamanho populacionais, como as que teriam ocorrido ao longo das flutuações climáticas do Quaternário. A redução populacional é capaz de causar redução do tamanho efetivo populacional, do tempo médio de coalescência e da variabilidade genética, ao passo que um aumento na subdivisão populacional pode ter o efeito oposto. Para investigar estes efeitos opostos, foram estudados dois modelos, ambos com alternância de duas fases correspondendo aos períodos glaciais e interglaciais. Em ambos os modelos permitiram-se mudanças na estrutura populacional, além de mudanças no tamanho populacional, de uma maneira cíclica. No primeiro modelo, fases totalmente panmíticas alternaram-se com fases totalmente estruturadas. A partir deste modelo, obteve-se uma expressão para a esperança do tempo de coalescência de duas seqüências e, a partir desta, uma expressão para a esperança do número de sítios polimórficos. Tanto o aumento do número de demes quanto da duração das fases estrutura das causaram um aumento do tempo de coalescência e dos níveis de variabilidade genética. Os resultados obtidos foram comparados com os que seriam esperados para uma população panrnítica de tamanho constante. Verificou-se que a estruturação pode superar o efeito da redução populacional durante os períodos glaciais. Especificamente, o número médio de sítios polimórficos pode ser maior no modelo proposto, mesmo quando o támanho populacional é muito reduzido durante as fases estruturadas. No segundo modelo, permitiu-se subdivisão populacional de acordo com o modelo de finitas ilhas em ambas as fases, com migração. O tamanho populacional, a taxa de migração e o número de demes variaram entre as fases. Para este modelo, além de uma expressão para a o tempo médio de coalescência, obteve-se também uma expressão para a distribuição dos tempos de coalescência de duas seqüências. As distribuições observadas foram muito diferentes do que seria esperado para uma população panrnítica de tamanho constante. Um tamanho populacional reduzido durante os períodos glaciais causou descontinuidades e picos múltiplos na distribuição dos tempos de coalescência, bem como uma redução dos tempo médios. O aumento da estrutura populacional, através da redução da taxa de migração, aumentou os tempos médios e atenuou os picos da distribuição. O tempo médio de coalescência, em geral, também aumentou em decorrência de um maior número de demes durante os períodos glaciais. Os resultados encontrados ajudam na compreensão das conseqüências genéticas de ciclos glaciais e, em especial, da importância da estrutura populacional na manutenção da variabilidade genética. Além disso, oferecem uma possível explicação para padrões genéticos observados em muitas espécies em que genealogias gênicas muito longas são econtradas, com o ancestral comum mais recente antecedendo em muito ao último período glacial

ASSUNTO(S)

teoria de coalescencia genetic structure genetic variation population genetics ciclos glaciais variabilidade genetica genetica de populações glacial cycles estruturação genetica coalescent theory

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