Isolamento geográfico: vantagens, desvantagens e exemplos - Ciência - 2023

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o isolamento geográfico é um termo usado em biologia evolutiva e ecologia para se referir à separação espacial de um grupo de organismos. Pode ocorrer devido a um evento natural, como mudanças na geologia da região ou devido a estruturas artificiais.

Na maioria dos casos, as espécies ficam isoladas pela presença de diferentes tipos de barreiras naturais, sejam oceanos, lagos, montanhas, entre outros, o que pode reduzir drasticamente o contato entre os indivíduos da população.

Uma vez que os dois grupos de indivíduos se separam, os dois ambientes aos quais foram expostos exercem pressões seletivas diferentes sobre os indivíduos, forçando-os a seguir caminhos evolutivos diferentes.

As forças evolutivas da seleção natural e da deriva do gene causarão mudanças nas frequências dos alelos dos novos grupos, diferenciando-os da população original.


Dependendo da magnitude da separação e do tempo em que ela é mantida, eventos de especiação podem ocorrer: formação de novas espécies, aumentando assim a diversidade do grupo.

Da mesma forma, o isolamento também pode levar à extinção de um grupo de indivíduos, seja por falta de diversidade genética, seja por processos de endogamia.

Vantagens e desvantagens

O isolamento geográfico de organismos pode resultar em dois processos: a especiação, onde surgem novas espécies, ou a extinção do grupo que experimentou o isolamento.

A seguir iremos descrever cada um dos processos em profundidade, entendendo a especiação como uma "vantagem", pois aumenta a diversidade e a extinção como uma "desvantagem":

Especiação

O processo pelo qual novas espécies são formadas é de interesse dos biólogos evolucionistas. O ornitologista Ernst Mayr contribuiu muito para a descrição desse fenômeno. Segundo Mayr, a especiação é influenciada por dois fatores: isolamento e divergência genética dos indivíduos envolvidos.


Primeiro, para que duas populações sejam suficientemente diferenciadas para serem consideradas espécies, o fluxo de genes entre elas deve ser interrompido. Em outras palavras, eles não devem se reproduzir.

Em segundo lugar, a divergência genética deve aparecer durante o período de isolamento de tal forma que se os indivíduos se encontrarem novamente - devido ao colapso da barreira que inicialmente os separava - o processo de reprodução não será eficiente e seus descendentes terão um ginástica relativamente menor do que seus pais.

A eficácia do processo de isolamento geográfico para produzir especiação depende de vários fatores intrínsecos ao grupo que está se separando, como a capacidade de se mover.

Especiação alopátrica

O evento de isolamentos geográficos que dá origem a processos de especiação pela separação de uma barreira intransponível é denominado especiação alopátrica, termo derivado de raízes gregas que literalmente significa "em outro país".


Uma vez que as espécies estão fisicamente isoladas, elas enfrentam diferentes condições ambientais e pressões seletivas que as guiam por diferentes caminhos evolutivos.

Tomemos como exemplo hipotético uma população de lagartos que está isolada por um rio, as condições climáticas no lado esquerdo podem ser mais frias do que no lado direito. Assim, os mecanismos de seleção natural e deriva gênica atuarão de forma independente, levando à diferenciação progressiva dos lagartos.

Dessa forma, os indivíduos adquirem características diferentes, ecológicas, etológicas, fisiológicas, entre outras, em relação às espécies parentais. Caso a barreira de isolamento tenha sido suficiente para propiciar o evento de especiação, não deveria haver fluxo gênico caso as duas espécies resultantes se encontrassem novamente.

É consenso entre os biólogos que defende a importância da especiação alopátrica na geração de novas espécies, uma vez que ela efetivamente restringe o fluxo de genes entre os organismos.

Extinção

Quando a separação dos indivíduos ocorre devido a barreiras que não podem ser transpostas, alguns dos grupos podem ser extintos.

Quando separados das espécies parentais, a diversidade do grupo pode ser baixa e não se adaptará às novas pressões impostas pelo novo ambiente que enfrentam.

Da mesma forma, se a população que foi separada for representada por um pequeno número de indivíduos, a endogamia (cruzamento entre parentes próximos) pode ter consequências negativas.

O próprio Charles Darwin já estava ciente dos efeitos negativos da endogamia nas populações naturais. Ao cruzar parentes próximos, há uma probabilidade maior de que certos alelos deletérios sejam expressos.

Por exemplo, se em uma família há um gene para uma determinada patologia que só é expresso quando o indivíduo tem ambos os alelos (homozigoto recessivo) e dois irmãos cruzados, há uma probabilidade maior de que a prole carregue os dois alelos da doença, ao contrário de um cruzamento com um indivíduo que não possui o referido alelo deletério.

Da mesma forma, quando as construções humanas privam os animais de se moverem para os locais desejados, sua população pode diminuir devido à falta de comida.

Exemplos

Isolamento e especiação em esquilos antílope no Grand Canyon do Colorado

No Grand Canyon, é uma formação de dimensões extraordinárias que foi esculpida por 2.000 anos pelo Rio Colorado. Ele está localizado no norte do Arizona, nos Estados Unidos.

Duas espécies de esquilos habitam essa região que, segundo pesquisas, são produto de um evento de especiação alopátrica. Uma das espécies vive na região esquerda e outra na direita, separadas por uma distância mínima. No entanto, as duas espécies não são capazes de cruzar.

Em contraste, as espécies que têm a capacidade de se mover livremente em ambos os lados do cânion não mostraram sinais de especiação.

Isolamento e especiação em peixes do Rio Congo

Os conceitos descritos para espécies aquáticas podem ser difíceis de aplicar até agora. No entanto, é possível.

Os ciclídeos são uma família de peixes caracterizada pela imensa diversidade do rio Congo. Essa particularidade chamou a atenção de ictiólogos que buscaram entender porque o rio era habitado por tantas espécies e quais fatores favoreciam os eventos de especiação massiva.

Depois de estudar a conformação do rio, os cientistas chegaram à conclusão de que a hidrologia do rio, causada por suas águas turbulentas, funcionava como barreiras que impediam o contato - e portanto o fluxo gênico - de espécies de peixes muito fechar.

Referências

  1. Adds, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genética, evolução e biodiversidade. Nelson Thornes.
  2. Museu americano de história natural. (2017). Evolução dos peixes do rio Congo moldada por corredeiras intensas: estudo genômico no baixo Congo revela diversificação em microescala. ScienceDaily. Obtido em 16 de outubro de 2018, em www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170217161005.htm
  3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2004). Biologia: ciência e natureza. Pearson Education.
  4. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Convite para Biologia. Panamerican Medical Ed.
  5. Mayr, E. (1997). Evolução e diversidade da vida: ensaios selecionados. Harvard University Press.
  6. Rice, S. (2007).Enciclopédia da Evolução. Fatos em arquivo.
  7. Tobin, A. J., & Dusheck, J. (2005). Perguntando sobre a vida. Cengage Learning.