Toolyard

Simulador de seleção natural e genética de populações

Equações desta simulação

p² + 2pq + q² = 1
pfrequência do alelo escuro AFrequência inicial do alelo escuro p
qfrequência do alelo claro aq = 1 − p
p², 2pq, q²frações esperadas de AA, Aa e aaHardy-Weinberg: vale com acasalamento aleatório sem seleção, deriva, mutação nem migração; comparado abaixo com as frações contadas na população

Com os valores atuais:

p′ = (p² w_AA + pq w_Aa) ÷ w̄, w̄ = p² w_AA + 2pq w_Aa + q² w_aa
waptidão de cada genótipoa fração que sobrevive aos pássaros: 1 para uma mariposa bem camuflada, 1 − s para uma visível
w̄aptidão média
p′frequência esperada na próxima geraçãoo que a seleção sozinha daria; a população real também deriva por acaso

Com os valores atuais:

deriva: desvio padrão de Δp = √(p q ÷ 2N)
NTamanho da população Ncada geração são 2N cópias de genes sorteadas dos pais; uma população pequena oscila e pode perder um alelo por completo

Com os valores atuais:

χ² = Σ (observado − esperado)² ÷ esperado
χ²teste de Hardy-Weinbergacima de 3,84 (um grau de liberdade) as contagens de genótipos fogem significativamente de Hardy-Weinberg, no nível de 5%

Com os valores atuais:

Como usar o simulador de seleção natural

  1. Uma população de mariposas pousa na casca de uma árvore. Cada uma tem duas cópias de um gene de cor: A para escuro e a para claro. Pássaros caçam as que se destacam na casca, e a intensidade da seleção define quantas delas são comidas; as sobreviventes acasalam ao acaso e a geração seguinte toma o lugar delas.
  2. Comece com poucas mariposas escuras na casca clara e veja o alelo escuro sumir; mude a casca para escura, como a fuligem fez na Inglaterra industrial, e veja-o dominar em algumas dezenas de gerações. O gráfico mostra a frequência do alelo escuro, ao lado da linha cinza que a seleção sozinha daria.
  3. Coloque a intensidade da seleção em 0 e a população grande: os genótipos batem com as proporções de Hardy-Weinberg p², 2pq e q², e o teste χ² concorda. Depois adicione seleção, ou deixe a população pequena para o acaso da deriva assumir, e veja o equilíbrio se romper. A Calculadora de Hardy-Weinberg faz as mesmas contas com as suas contagens, e a Calculadora de quadro de Punnett mostra os cruzamentos por trás.

Perguntas frequentes

O que é o equilíbrio de Hardy-Weinberg?

Numa população grande, com acasalamento aleatório e sem seleção, mutação, migração ou deriva, as frequências alélicas ficam iguais de uma geração para a outra, e os genótipos se assentam em p² AA, 2pq Aa e q² aa. É o modelo nulo da genética de populações: quando uma população real foge dele, alguma dessas condições não está sendo cumprida.

Como a seleção natural muda as frequências alélicas?

Indivíduos com certos genótipos sobrevivem ou se reproduzem melhor, então os seus alelos são passados adiante com mais frequência. Se as mariposas escuras sobrevivem 30% melhor que as claras em casca escura, a frequência do alelo escuro sobe um pouco a cada geração, numa quantidade que depende de p, de q e de o alelo ser dominante. Um alelo recessivo raro é quase invisível para a seleção, porque quase todas as suas cópias se escondem em heterozigotos.

O que é deriva genética?

A mudança aleatória das frequências alélicas pela sorte de quais indivíduos acabam se reproduzindo. Cada geração é uma amostra da anterior, e numa população pequena essa amostra pode se desviar bastante: o desvio padrão da mudança é √(pq/2N). A deriva pode fixar ou eliminar um alelo sem seleção nenhuma, e é por isso que populações pequenas e isoladas perdem variação genética.

A história da mariposa Biston betularia é verdadeira?

Sim. Na Grã-Bretanha industrial a forma escura da Biston betularia passou de rara nos anos 1840 a mais de 90% em volta de Manchester por volta de 1900, quando a fuligem matou os líquens e escureceu as árvores, e voltou a cair depois das leis de ar limpo dos anos 1950. Estudos de campo, entre eles um grande de Michael Majerus publicado em 2012, confirmaram que os pássaros comem mais as mariposas que se destacam.

Diz que o WebGL está desativado.

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Alguma coisa é enviada?

Não. A simulação é desenhada pelo seu próprio navegador com WebGL; nada é enviado a lugar nenhum, e ela continua funcionando offline depois que a página carrega.

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