Como Neutro Teoria Alterada Idéias Sobre a Biodiversidade

Se você tivesse enfrentado as selvas da China, província de Fujian, no início do século 20, várias contas de dizer que você pode ter presenciado um incrivelmente inesperado animal: um azul tigre. Estes tigres foram descritos como” maravilhosamente bonitos “com corpos” uma sombra profunda de Maltês, transformando-se em azul quase profundo nas partes inferiores. No final da década de 1950, os caçadores relataram avistando seus cabelos azuis ao lado da tradicional pele laranja de outros tigres do Sul da China em trilhas.então os tigres azuis desapareceram. O último avistamento relatado foi em 1953, e tigres azuis foram logo o material de lendas, com não tanto como uma pele preservada para provar que eles já existiram.é tentador pensar que o azulejo dos gatos foi amarrado a alguma falha que os deixou incapazes de competir com seus parentes laranja brilhantes. Mas é mais provável que seus casacos bizarros não tenham nada a ver com sua extinção; foi simplesmente azar que a cor surgiu em uma pequena população que continuou a encolher.

Este tipo de evolução casual é a visão da teoria neutra, a ideia historicamente controversa de que “sobrevivência do mais apto” não é a única, ou mesmo a mais comum, maneira que as espécies mudam, se dividem ou desaparecem. Tão simples quanto a proposição soa, suas consequências para a genética, evolução, ecologia e até mesmo disciplinas fora da biologia têm sido varredoras.

teoria não tão neutra

a ascensão aleatória ou queda de variantes genéticas numa população é conhecida como deriva genética. Hoje é aceito como um motor chave da evolução e diversidade, mas nem sempre foi assim. Até a década de 1960, os biólogos geralmente atribuíam todas as variações a forças seletivas: traços deletérios dificultavam a reprodução de um indivíduo, garantindo que ao longo do tempo, os traços desapareceriam (seleção negativa ou purificadora). Por outro lado, traços úteis reforçaram o número de descendentes que um indivíduo tinha e aumentaram sua própria prevalência (seleção positiva) — tudo como previsto pelo princípio de seleção natural de Charles Darwin e Alfred Russel Wallace.os estudos de sequenciação de proteínas revelaram uma variação genética muito maior dentro das populações do que o esperado. A idéia de que a seleção estava atuando em todos esses genes ao mesmo tempo, pesando seus efeitos e escolhendo quais deveriam ficar ou ir, não se encaixava bem com alguns cientistas.em 1968, o renomado geneticista Motoo Kimura propôs uma explicação alternativa, agora chamada teoria neutra. Kimura postulou que a maior parte da variação entre organismos não é nem vantajosa nem desvantajosa. Consequentemente, a maior parte da variedade que vemos não é um produto da mão oculta da seleção, mas sim da sorte. “Tudo o que você precisa é de alguma entrada de variação, e forças aleatórias farão o resto”, disse Armand Leroi, um biólogo evolucionista do Imperial College London.a teoria neutra da Evolução molecular de Kimura desencadeou um debate porque parecia diluir a influência da seleção. Mas a revolução genômica do final do século XX e a sequenciação generalizada do DNA confirmaram que Kimura estava certo; trocar uma letra por outra no código de um gene geralmente tem pouco efeito.

desde então, a teoria neutra tem sido a suposição padrão (ou hipótese nula) na genética. “Se você quer mostrar que uma determinada variante de uma sequência de DNA está sob seleção, você primeiro tem que realmente mostrar que ela não pode ser apenas explicada pela neutralidade”, disse Leroi.

(população) o tamanho importa

alguns continuam a lutar contra a ideia de que as forças neutras impulsionam a diversidade a nível molecular, mas Parul Johri, um geneticista da população da Universidade do Estado do Arizona, em grande parte chalks que até um mal-entendido de seu papel na evolução. “Kimura nunca disse que tudo é neutro”, disse ela. O que importa é a quantidade de forças neutras que moldaram a biodiversidade. E isso depende em grande parte do tamanho do grupo que você está olhando.Imagine uma população de 10 aves: uma vermelha, uma verde e todas as outras castanhas. Estas cores não são prejudiciais ou úteis, então todas as aves têm a mesma chance de se reproduzir. Depois, um tornado mata seis dos pássaros Castanhos, por mero acaso. Agora metade da população é castanha, um quarto é vermelho e um quarto é verde. Um evento aleatório causou uma grande mudança na diversidade. Isso é deriva genética.se tivesse havido 98 aves castanhas e as mesmas vermelhas e verdes solitárias, no entanto, a catástrofe não teria tido tanta importância. Mesmo que o tornado ainda matasse 60% da população, todos eles Castanhos, 38 pássaros Castanhos teriam conseguido juntamente com os coloridos, resultando em uma população que ainda é 95% castanha. “Quanto menor o tamanho da população, maior a deriva”, disse Johri.parte do apelo da teoria neutra é que é matematicamente simples. “Grande parte da teoria foi fácil”, explicou Johri, já que essencialmente ” é tudo probabilidade.”Que permitiu que os geneticistas pela primeira vez olhassem para a história: Assumindo que as mudanças genéticas eram neutras, os cientistas podiam calcular o tamanho de uma população no passado ou determinar a idade do último ancestral comum de um grupo.mas para que tais inferências sejam precisas, os cientistas precisam combinar a teoria neutra com os efeitos da seleção. Isso tem sido um problema desde o final da década de 1970, Johri observou, porque a matemática realmente não mudou desde a agitação do trabalho após a proposta de Kimura, apesar de uma quantidade de novos dados. “A estrutura matemática — ela precisa continuar evoluindo”, disse ela.isso é exatamente o que ela e seus colegas queriam fazer em um artigo sobre genética em Maio. Eles propuseram um novo quadro estatístico que incorporava tanto a teoria neutra quanto a seleção purificadora, colocando a matemática mais perto de igualar a realidade.vendo a floresta neutra para as árvores, Embora a teoria neutra tenha vindo a ser Aceita na genética populacional, ela continua a incitar controvérsias em outros campos-notavelmente a ecologia. Na ecologia tradicional, as espécies são vistas como ocupando nichos únicos onde podem prosperar melhor do que qualquer outra espécie.; quanto mais nichos existem, mais espécies podem existir. “Matematicamente, é exatamente o mesmo argumento que os geneticistas da população estavam usando” sobre variantes de genes, disse Leroi.Stephen Hubbell da Universidade da Califórnia em Los Angeles, adaptou a estrutura de Kimura à ecologia. No livro de Hubbell de 2001, the Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography, he argued that many species can occupy any given nicho, and whether they hold it is ultimately driven by chance. Ecossistemas inteiros evoluem através da “deriva ecológica” aleatória, assim como a deriva genética influenciou a frequência dos traços.

isso pode parecer não-Darwiniano-e muitos biólogos consideram isso provocativo. Mas os teóricos neutros assumem a posição de que, para um organismo individual, as espécies de seus concorrentes não importam: um robin compete com outros robins por vermes, tanto quanto ele faz com pássaros negros, e cada árvore em uma floresta mente com o resto para a luz solar. Como resultado, eventos aleatórios podem governar sobre quais espécies persistem.

em estudos, esta teoria neutra geralmente não tem sido muito bem sucedida em prever a composição dos ecossistemas, mas muitos ecologistas continuam a achar útil como uma hipótese nula para afiar suas análises de modelos de diversidade baseados em nicho. E muitos consideram a ideia como uma extremidade de um espectro, uma vez que forças seletivas e neutras estão sempre em ação.

de Genes para nomes de bebês

a propagação da teoria neutra não parou na ecologia. Tem sido usado para explicar a diversidade em tudo, desde criptocurrenias a nomes de bebês, de acordo com Leroi, porque é uma estrutura “muito elegante” para entender como as variações podem subir e cair, mesmo na ausência de diferenças funcionais entre eles.mas as forças neutras também recebem mais crédito do que merecem. Em um artigo de maio sobre Comportamento Humano, Leroi e seus colegas descreveram o que eles chamavam de “síndrome neutra”: a tendência de rejeitar forças seletivas como explicações simplesmente porque um padrão de variação poderia ser explicado pela neutralidade. Para realmente dizer o quão importantes são as forças neutras, são necessários melhores testes para distinguir seus efeitos da seleção, argumentaram os pesquisadores. “Meu instinto é que quando tivermos tais testes, descobriremos para a cultura e certamente para as árvores na Amazônia que, na verdade, forças neutras não são assim tão importantes”, disse Leroi.ele não chove totalmente no desfile da teoria neutra. “Embora eu tenha me queixado de que ele foi expandido willy-nilly para outras coisas, também é uma coisa boa”, ele reconheceu, uma vez que ele poderia gerar novos insights em campos como a economia.quer queiramos admiti-lo ou não, as forças aleatórias estão sempre a influenciar subtilmente o mundo. A teoria neutra fornece uma estrutura para tornar essas forças conhecidas e mensuráveis. Leroi acredita que deve continuar a expandir sua influência “até que se torne parte integrante da explicação da diversidade onde quer que a vejamos no mundo, seja no supermercado ou numa floresta tropical.este artigo foi reimpresso em TheAtlantic.com.

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