Seleção Artificial: Laboratório de Biologia

Seleção natural vs. artificial

O que golden retrievers, cavalos de corrida puro-sangue e tomates suculentos têm em comum? A maneira como eles se parecem, agem e, no caso do tomate, gosto, tudo foi trazido a nós por seleção artificial , que é a reprodução de características desejadas em uma espécie. A seleção artificial é muito diferente da seleção natural.

A seleção natural surge da reprodução diferencial; ou seja, o meio ambiente desempenha um papel no qual os organismos sobrevivem e se reproduzem com mais sucesso. Aqueles que o fazem têm mais probabilidade de transmitir seus genes para uma nova geração. Na seleção artificial, porém, os humanos decidem quais organismos se reproduzem e, portanto, controlam que tipo de prole eles têm.

Procedimento experimental

Então, como os humanos podem mudar a composição genética de uma população? Vamos ver. Para esta simulação, vamos usar uma espécie de planta chamada Brassica rapa. Esta pequena planta tem uma história interessante, mas tudo que você precisa saber é que é um ótimo organismo modelo para seleção artificial porque algumas de suas características são herdadas por leis genéticas simples e cresce rápido.

Digamos que tivéssemos uma configuração em que cultivássemos algumas das plantas rápidas. Para nossa simulação, os nossos têm tricomas, ou fios de cabelo, em seus pecíolos, a estrutura semelhante a um caule que mantém a folha no caule. Cada planta tem um número diferente de tricomas - alguns têm muitos tricomas, alguns têm poucos e alguns entre eles. Isso é chamado de característica contínua, uma característica que varia ao longo de um intervalo. O número de tricomas é herdado de forma consistente entre as gerações; ou seja, o número de tricomas é controlado por um conjunto específico de genes.

Vamos começar observando 50 plantas. Suponha que contamos os tricomas no pecíolo da primeira folha de todas as 50 plantas e criamos este gráfico simples que mostra o número de tricomas em cada pecíolo:

Que tipo de estatística você pode usar neste tipo de dados? Como os dados são observacionais, precisamos nos ater a estatísticas descritivas como média, mediana, intervalo e desvio padrão:

Essas estatísticas mostram que há uma distribuição bastante grande nos dados; ou seja, não há muitos valores próximos da média.

Agora é hora de fazer a seleção artificial. Para este exemplo, faremos a seleção direcional - seleção de um extremo. Vamos selecionar as plantas mais cabeludas, as dez plantas mais cabeludas e isolá-las do resto da população. Em seguida, faremos um novo gráfico do número de tricomas apenas nessas plantas. Nossas estatísticas apenas para essas plantas são:

Essas estatísticas de um tamanho de amostra muito pequeno indicam uma distribuição muito mais estreita dos dados. É importante notar que este é um tamanho de amostra muito pequeno.

Nosso próximo passo é isolar essas plantas e permitir que se reproduzam apenas com outros membros da população isolada. Que previsão você faria sobre o número de tricomas na próxima geração de plantas, tanto na população isolada quanto na população em geral? O que aconteceria se repetíssemos o processo de seleção? Se você acha que a descendência dessas plantas isoladas teria mais tricomas do que os da próxima geração da população restante, você está correto. Mas por que?

Explicando os dados

Para responder a essa pergunta, vamos investigar por que os tricomas podem ser úteis na natureza. As plantas, sendo produtoras, são consumidas por insetos, animais e até humanos. Infelizmente para a planta, seu consumo significa sua morte ou seu enfraquecimento a ponto de não se reproduzirem.

Os tricomas ajudam a proteger a planta da predação, sendo um impedimento para os animais que procuram uma refeição fácil. Portanto, na natureza, ter um número suficiente de tricomas é uma vantagem para o meio ambiente, pois as plantas com maior número teriam maior chance de sobreviver e se reproduzir, passando os genes de muitos tricomas para uma nova geração. Isso é o que aconteceria na seleção natural.

Durante o experimento, mudamos a composição genética da população de plantas ainda mais do que um predador faria - e fizemos isso muito mais rápido. Por meio da seleção artificial, ao limitar as plantas que eram capazes de se reproduzir, forçamos os genes que codificam muitos tricomas a serem passados ​​para a próxima geração. Se revisitarmos nossos dados, vemos que transformamos isso:

nisso:

Aumentamos a média e a mediana consideravelmente, diminuímos o intervalo e diminuímos o desvio padrão. E, como não permitíamos que nenhuma planta com o menor número de tricomas produzisse descendência, se permitíssemos que essas plantas se reproduzissem por várias gerações e repetíssemos o isolamento das plantas com mais tricomas, acabaríamos com alguns plantas cabeludas. A seleção direcional muda a média de uma característica para um extremo. No nosso caso, é para um grande número de tricomas.

Resumo da lição

Vamos recapitular o que falamos nesta lição. Primeiro, a seleção artificial é a reprodução de características desejadas em uma espécie. Usamos a seleção artificial em campos como a pecuária e a agricultura. A seleção artificial é diferente da seleção natural porque o ambiente não conduz a seleção artificial da maneira que a seleção natural o faz. Nesta simulação de laboratório, usamos a seleção artificial para conduzir a seleção direcional , que favorece o extremo de uma característica, em plantas. Ao controlar quais plantas se reproduziam, também fomos capazes de controlar quais genes e, portanto, quais características foram passadas para uma nova geração de plantas.

Resultados de Aprendizagem

Assista a esta vídeo-aula e busque estes objetivos:

• Diferencie entre seleção natural e artificial
• Avalie a utilidade dos tricomas
• Compreenda o uso de média, mediana, intervalo e desvio padrão em um experimento simulado e interprete os dados
• Perceba o propósito da seleção artificial e declare a função da seleção direcional