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# Biologia# Genómica

A Importância da Diversidade Genética para a Sobrevivência das Espécies

A diversidade genética é fundamental pra espécies se adaptarem a ambientes que mudam.

Moises Exposito-Alonso, K. S. Mualim, J. P. Spence, C. L. Weiss, O. Selmoni, M. Lin

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A Diversidade Genética é importante pras espécies se adaptarem a ambientes que mudam. Essa ideia ficou mais conhecida numa reunião global em 1992, onde foi destacada como uma das partes principais da biodiversidade, junto com a variedade de espécies e ecossistemas. Depois de ser ignorada por anos em muitas discussões globais, um novo framework foi finalmente criado em 2022, que ressalta a necessidade de manter e restaurar a diversidade genética em todas as espécies pra ajudar na adaptação.

Esforços de Conservação

Os esforços de conservação têm se concentrado principalmente em espécies que correm alto risco de extinção. São espécies que têm pouquíssimos indivíduos sobrando. O objetivo tem sido gerenciar essas populações pra que não percam sua diversidade genética ou sofram com endogamia. Por exemplo, sugere-se que as espécies devem ter mais de 500 indivíduos efetivos pra manter sua diversidade genética estável ao longo das gerações. Porém, muitas espécies que não estão ameaçadas atualmente ainda perderam partes do seu habitat e populações, o que provavelmente afeta também a diversidade genética delas.

Framework Global de Biodiversidade

O framework global de biodiversidade atualizado tem como objetivo proteger todas as espécies da perda de diversidade genética, não só aquelas ameaçadas. Apesar da introdução de novas ferramentas genômicas pra analisar muitas espécies, ainda não existem estimativas globais ou métodos pra prever como a diversidade genética vai mudar no futuro.

Pra monitorar a diversidade genética, os esforços de conservação têm usado indicadores proxy baseados em tamanhos populacionais atuais e áreas de habitat. Esses indicadores se baseiam na ideia de que o número de indivíduos de uma espécie e sua distribuição geográfica estão vinculados à sua diversidade genética. Por exemplo, muitas espécies ameaçadas com populações em declínio frequentemente mostram menor diversidade genética, especialmente entre vertebrados e mamíferos. Novos indicadores foram sugeridos pra acompanhar as perdas de diversidade genética, focando na proporção de populações com menos de 500 indivíduos efetivos e no número total de populações perdidas em comparação com uma linha de base.

Diversidade Genética e Tamanho da População

As medidas proxy pra diversidade genética não fornecem dados genéticos precisos, o que as torna mais fáceis e baratas de usar. Porém, elas não oferecem uma imagem clara da diversidade do DNA ou das perdas futuras. Cálculos precisos da diversidade genética exigem sequenciamento de DNA de múltiplos indivíduos ou populações dentro de uma espécie.

Uma nova relação proposta liga o número de mutações em uma espécie ao seu alcance geográfico. Essa relação pode ajudar a traduzir os indicadores proxy existentes em medidas de diversidade genética mais precisas. Por exemplo, entender como as métricas de diversidade genética se comportam em contextos geográficos pode fornecer insights sobre os impactos de longo prazo da Perda de Habitat.

Prevendo Impactos de Longo Prazo

Pesquisadores desenvolveram novas teorias e simulações pra prever perdas de diversidade genética em paisagens complexas no futuro. A genética populacional tradicional focou no equilíbrio, mas não capta efetivamente a dinâmica da diversidade genética ao longo do tempo, especialmente em paisagens alteradas. O novo modelo considera como as populações interagem dentro de um espaço geográfico e como essas interações mudam devido à perda de habitat.

Usando simulações, os cientistas estudaram como a diversidade genética diminui com a destruição do habitat. Eles descobriram que as perdas de diversidade genética de curto prazo ficam atrás da perda da área do habitat. Esse atraso é influenciado por quão bem uma espécie pode se mover e compartilhar genes pela sua paisagem.

Os efeitos da perda de habitat variam entre as espécies. Por exemplo, espécies com alta estrutura populacional sofrem mais perda de diversidade genética de curto prazo, enquanto no longo prazo, populações estruturadas podem manter maiores quantidades de diversidade genética.

O Papel da Fragmentação do Habitat

A fragmentação do habitat, onde uma paisagem é dividida em seções menores e isoladas, traz riscos pras espécies ao alterar o fluxo gênico e aumentar o isolamento. Porém, a longo prazo, a fragmentação pode aumentar a diversidade genética entre as populações devido à deriva genética. Esse fenômeno, conhecido como "efeito Wahlund", ocorre quando populações isoladas divergem, levando a um aumento na distintividade e diversidade.

Apesar do aumento na diversidade genética em nível de espécie, isso não significa necessariamente boa saúde genética. A diversidade genética dentro das populações tende a diminuir em paisagens fragmentadas. Isso implica que proteger a diversidade genética requer monitoramento cuidadoso e entendimento das mudanças dentro e entre as populações.

A Necessidade Urgente de Ação

A perda de diversidade genética pode ser dramática e pode não ocorrer imediatamente após a destruição do habitat. Mesmo que as medidas de conservação parem a perda do habitat, as espécies podem continuar a perder diversidade genética por anos. Pra combater isso, os esforços devem focar na restauração de habitats e no aumento do tamanho das populações. A recuperação da diversidade genética através de mutações naturais é um processo lento, e ações rápidas são cruciais pra preservação das espécies a longo prazo.

Cenários de Recuperação

Simulações de pesquisa mostram que as espécies podem recuperar diversidade genética através de dois cenários: permitindo a colonização natural de volta aos habitats ou movendo indivíduos ativamente pra áreas restauradas. Espécies de curta vida tendem a se recuperar mais rápido, enquanto espécies de crescimento lento exigem medidas mais urgentes pra combater os impactos demográficos.

Prevendo Perdas de Diversidade Genética

Estimar a perda global de diversidade genética envolve usar dados de espécies existentes pra identificar quedas no tamanho da população e área de habitat. Muitas espécies, mesmo aquelas que não estão ameaçadas atualmente, provavelmente estão passando por perdas de diversidade genética. Por exemplo, porcentagens significativas de espécies vulneráveis e ameaçadas perderam áreas de habitat consideráveis.

Usando vários modelos, os cientistas podem fornecer projeções tanto pra perdas de diversidade genética de curto prazo quanto de longo prazo. Essas previsões mostram que muitas espécies já perderam diversidade genética e provavelmente continuarão a fazê-lo nas próximas décadas.

Abordando Metas Globais de Biodiversidade

As descobertas ressaltam a necessidade de metas alcançáveis nos frameworks globais de biodiversidade. Proteger a diversidade genética significa estabelecer medidas realistas que considerem a dinâmica das populações. A maioria das espécies existe em várias populações, sendo que muitas têm tamanhos bem acima dos 500 indivíduos efetivos tipicamente usados como referência pra conservação.

Em resumo, a perda de diversidade genética a longo prazo é uma questão urgente pra muitas espécies, incluindo aquelas que ainda não foram classificadas como ameaçadas. As descobertas servem como um chamado à ação, ressaltando a necessidade de reconectar populações, restaurar habitats e garantir uma proteção genética duradoura pras futuras gerações.

Fonte original

Título: Genetic diversity loss in the Anthropocene will continue long after habitat destruction ends

Resumo: Genetic diversity within species is the basis for evolutionary adaptive capacity and has recently been included as a target for protection in the United Nations Global Biodiversity Framework (GBF). However, there is a lack of reliable large-scale predictive frameworks to quantify how much genetic diversity has already been lost, let alone to quantitatively predict future losses under different conservation scenarios in the 21st century. Combining spatio-temporal population genetic theory with population genomic data of 18 plant and animal species, we studied the dynamics of genetic diversity after habitat area losses. We show genetic diversity reacts slowly to habitat area and population declines, but lagged losses will continue for many decades even after habitats are fully protected. To understand the magnitude of this problem, we combined our predictive method with species habitat area and population monitoring reported in the Living Planet Index, the Red List, and new GBF indicators. We then project genetic diversity loss in 13,808 species with a short-term genetic diversity loss of 13-22% and long-term loss of 42-48% with substantial deviations depending on the level of habitat fragmentation. These results highlight that protection of only current habitats is insufficient to ensure the genetic health of species and that continuous genetic monitoring alone likely underestimates long term impacts. We provide an area-based spatio-temporal predictive framework to develop quantitative scenarios of global genetic biodiversity.

Autores: Moises Exposito-Alonso, K. S. Mualim, J. P. Spence, C. L. Weiss, O. Selmoni, M. Lin

Última atualização: 2024-10-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619096

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619096.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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