Isolamento reprodutivo

Mestre em Ecologia e Evolução (Unifesp, 2015)
Graduada em Ciências Biológicas (Unifesp, 2013)

O isolamento reprodutivo consiste na existência de barreiras biológicas que impedem que indivíduos de sexos diferentes se reproduzam ou produzam prole fértil. Por impedir a mistura de genes (fluxo gênico) entre diferentes populações, a formação dessas barreiras tem um papel importantíssimo no processo de especiação (formação de novas espécies). Por conta disso, é no isolamento reprodutivo que se baseia um dos conceitos de espécie mais difundidos, o conceito biológico, que define espécie como um grupo de populações cujos membros têm potencial de acasalar na natureza.

O isolamento reprodutivo pode ser dividido em dois tipos:

Isolamento pré-zigótico

O isolamento pré-zigótico consiste em barreiras que impedem que a fecundação ocorra. Como exemplos, podemos citar os isolamentos ecológico, temporal e comportamental, mecânico e gamético.

Nos três primeiros sequer há tentativa de acasalamento, seja porque as populações exploram ambientes diferentes numa mesma área mesmo sem estarem isoladas por barreiras físicas (ecológico), porque diferem quanto ao período reprodutivo ao longo do dia ou do ano (temporal) ou porque possuem comportamentos ou rituais de acasalamento distintos (comportamental). No isolamento mecânico, ainda que haja tentativas de acasalamento, diferenças morfológicas impedem com que ele ocorra. Por fim, no isolamento gamético, o acasalamento pode ocorrer, mas a fecundação não ocorre por incompatibilidade dos gametas.

Isolamento pós-zigótico

No isolamento reprodutivo pós-zigótico, a fecundação ocorre, mas a prole ou não sobrevive (viabilidade do híbrido reduzida) ou é estéril (fertilidade do híbrido reduzida).

Mas como populações de uma mesma espécie podem se isolar reprodutivamente?

O isolamento pré-zigótico pode surgir por estar geneticamente correlacionado – por pleiotropia ou efeito carona – com características ligadas à adaptação ecológica.

A pleiotropia ocorre quando um mesmo gene influencia em mais de uma característica fenotípica no indivíduo. Entre os tentilhões de Galápagos, por exemplo, diferentes formas de bico – que evoluíram por seleção natural em resposta aos recursos disponíveis no ambiente – se relacionam também com propriedades acústicas do canto. Neste caso, o padrão do canto é uma barreira pré-zigótica que evoluiu por estar correlacionada pleiotropicamente com a forma do bico.

Já o efeito carona é quando a seleção natural favorece um determinado gene e os genes presentes em loci ligados pegam “carona”, sendo selecionados indiretamente. Neste caso, analogamente à pleiotropia, uma barreira reprodutiva pode surgir em resposta à seleção de outra característica adaptativa.

Já o mecanismo genético que explica a evolução do isolamento pós-zigótico é um pouco mais complexo. Neste caso, a prole híbrida não sobrevive ou é estéril. Poderíamos então assumir que os híbridos seriam heterozigotos (Aa) para um determinado locus – e teriam baixa viabilidade –, enquanto as populações em divergência teriam os genótipos AA e aa (homozigotos), com alta viabilidade. No entanto, este modelo tem um paradoxo: supondo que o genótipo do ancestral fosse AA ou aa, a evolução teria que ter passado pela fase heterozigota (desvantajosa ou mortal) em alguma das populações. Mas se o isolamento pós-zigótico for controlado por dois ou mais loci gênicos, ele poderia evoluir sem problemas. Esta é a Teoria de Dobzhansky-Muller, que defende que o isolamento pós-zigótico é causado por interações entre genes de vários loci.  Isto é, se uma população é aaBB e a outra AAbb, a prole híbrida (AaBb) pode ter baixa aptidão sem criar o paradoxo do modelo de um único locus.

Em geral, mecanismos de isolamento pré-zigótico tendem a surgir mais cedo no processo de especiação de duas linhagens irmãs do que os mecanismos de isolamento pós-zigótico.

Referências:

Reece, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10ª Edição. Porto Alegre: Artmed. 2015.

Ridley, Mark. Evolução. 3ª Edição. Porto Alegre: Artmed. 2006.

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