Efeito de gargalo

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O efeito de gargalo ou efeito de gargalo da garrafa é um evento evolucionário, de cariz populacional no qual uma percentagem significativa da população de uma espécie morre ou é impedida de se reproduzir.^[1]

Este efeito faz aumentar a deriva genética numa população: a taxa da deriva genética é inversamente proporcional ao tamanho do efectivo populacional.^[1]

Variação genética reduzida significa que a população pode não ser capaz de se adaptar a novas pressões seletivas; O efeito gargalo de garrafa (bottleneck effect) é um evento genético causado por uma redução drástica do tamanho da população, onde há perda de variabilidade genética. Pode dizer que parte dos genótipos são impedidos de participarem na produção da geração seguinte. Pode ser causado por diversos fatores, como por exemplo o desastre natural; alta frequência de predação natural ou pela caça humana; redução do habitat; redução da migração devido a uma barreira geográfica, por exemplo; surgimento de novas ramificações populacionais; sendo um caso extremo de efeito de gargalo, a extinção.[1]

Efeito gargalo de garrafa ocorre quando o tamanho de uma população é reduzido para, pelo menos, uma geração. Pois a deriva genética age mais rapidamente para reduzir a variabilidade genética em populações pequenas, passando por um gargalo que reduz a variação genética de uma população por muitos, mesmo que o gargalo não dura para as gerações muitas.

É a redução do tamanho efetivo de uma população que sofre muita variação quando está em crescimento ativo. É comum observar-se um efeito gargalo em espécie colonizadoras invadindo um novo habitat, efeito fundador. Isto é comumente observado em pragas e ervas daninhas. Muitas variantes genéticas desaparecem restando somente algumas delas, provavelmente porque a maioria destas mutações não são adaptativas, favorecendo apenas ao espalhamento da espécie e abrindo caminho para os mais adaptados.

É possível que um pequeno grupo dê início a uma nova população, mas pode haver consequências provenientes do efeito de gargalo. Os genes presentes nessa pequena população ficarão fortes, pois o fluxo genético é muito maior do que seria em uma população maior, na qual as diferenças genéticas, incluindo anormalidades, estão disseminadas, causando um efeito fundador. Os genes dos membros fundadores, que com o passar das gerações acaba se tornando uma grande população, tornam-se muito mais frequentes do que em populações maiores semelhantes. [2]

É um evento que ocorre independentemente da seleção natural.

Heterozigosidade pode ser usado como uma medida da capacidade de uma população de responder a seleção imediatamente após um gargalo de garrafa.

Ao ocorrer um efeito gargalo pequeno a variabilidade genética da população deverá diminuir rapidamente, porém quando o tamanho da população se torna maior, o gargalo de garrafa começa a aumentar devido a novas mutações. Este problema é estudado matematicamente, e os resultados obtidos indicam que a redução da média de heterozigosidade por locus não depende somente do tamanho do efeito gargalo de garrafa, mas também da taxa de crescimento da população. Se o tamanho da população aumenta rapidamente após passar por um gargalo de garrafa, a redução na média da heterozigosidade é muito pequena, mesmo se o tamanho do gargalo é também muito pequeno. Por outro lado, a perda do número médio de alelos por locus é profundamente afetada pelo tamanho do efeito gargalo, mas não tanto pela taxa de crescimento da população. Esta diferença ocorre principalmente porque a deriva genética aleatória elimina muitos alelos com baixa frequência. Contudo, o número médio de alelos por loco aumenta mais rapidamente do que a heterozigocidade média quando o tamanho da população é restaurado. [3]

Estudando o efeito gargalo obtiveram várias respostas, é o comprometimento da diversidade genética e concomitante redução da aptidão individual e potencial evolutivo. Embora a redução da variação genética associado a perturbação demográfica tem sido amplamente demonstrado por marcadores moleculares neutros, a gestão eficaz dos recursos genéticos em populações naturais é dificultado pela falta de compreensão de como a variação genética adaptativa irá responder a flutuações populacionais, uma vez que essas são afetadas pela seleção bem como deriva genética.[4]