Equilíbrio de Hardy-Weinberg

O equilíbrio de Hardy-Weinberg é uma teoria no estudo de genética de populações que visa avaliar se uma população está ou não evoluindo

Para que este equilíbrio ocorra, é preciso que a frequência de genes na população, e das características, respeitem condições que demonstrem estabilidade.

Esta teoria ajuda a entender como a diversidade genética é preservada e serve como modelo para estudar a evolução.

O princípio foi proposto de forma independente por Godfrey Hardy, um matemático inglês, e Wilhelm Weinberg, um médico alemão, em 1908.

A teoria parte do princípio de que, não havendo influências externas sobre uma população, a proporção de alelos (diferentes versões de um gene), dos genótipos e de certas características permaneçam constantes em uma população.

Condições do equilíbrio

Para que o equilíbrio de Hardy-Weinberg ocorra, algumas condições precisam ser cumpridas:

• População de grande tamanho: quanto maior a população, menor a chance de alterações ao acaso (deriva genética).
• Ausência de mutações: os alelos que compõe o genoma da população não sofrem nenhum tipo de mutação.
• Ausência de migração: não ocorre a saída ou a entrada de novos alelos na população.
• Acasalamento ao acaso: os cruzamentos ocorrem de forma completamente aleatória, não havendo escolha de pares a partir de características.
• Ausência de seleção natural: não há a seleção de características adaptativas a partir das pressões exercidas pelo meio.

Em ambientes naturais, essas condições raramente acontecem, pois todos os mecanismos ocorrem com frequência nos ecossistemas.

No entanto, o modelo é útil como referência para detectar quando há processos evolutivos em ação.

Equação do equilíbrio Hardy-Weinberg

O equilíbrio de Hardy-Weinberg é representado de forma matemática a partir da seguinte equação:

p² + 2pq + q² = 1

Nessa fórmula:

• p = frequência do alelo dominante
• q = frequência do alelo recessivo
• p² = frequência de indivíduos homozigotos dominantes
• 2pq = frequência de indivíduos heterozigotos
• q² = frequência de indivíduos homozigotos recessivos

Exemplo:

Imagine uma população em que 16% dos indivíduos apresentam uma característica recessiva (homozigotos recessivos). Isso significa que:

q² = 0,16

Tirando a raiz quadrada, temos:

q = 0,4

Como p + q = 1, então:

p = 1 - 0,4

p = 0,6

Agora podemos calcular a frequência dos genótipos:

• p² (homozigoto dominante) = 0,6² = 0,36 → 36%
• 2pq (heterozigotos) = 2 × 0,6 × 0,4 = 0,48 → 48%
• q² (homozigoto recessivo) = 0,16 → 16%

Assim, em uma população de 1000 indivíduos, por exemplo:

• 360 seriam homozigotos dominantes,
• 480 heterozigotos,
• 160 homozigotos recessivos.

Se passado um tempo e os valores apresentados acima continuarem iguais, significa que este alelo não está sob pressão de forças evolutivas.

Importância do modelo

O equilíbrio de Hardy-Weinberg é uma ferramenta essencial para a biologia porque permite comparar a situação real de uma população com o modelo teórico.

Quando estudamos as frequências gênicas de uma população, é possível comparar se um determinado alelo está ou não sob ação de alguma força evolutiva. Quando isso ocorre o gene não obedece ao que está previsto na equação.

Logo, a partir dos resultados pode-se observar que alelos estão gerando mudanças na população e quais estão se mantendo estáveis.

Para praticar: Exercícios sobre equilíbrio de Hardy-Weinberg (com gabarito)