Equilíbrio de Hardy-Weinberg

No equilíbrio de Hardy-Weinberg, uma população não apresenta alterações nas frequências alélicas ou genotípicas ao longo do tempo. Não atuam sobre ela fatores evolutivos.

O equilíbrio de Hardy-Weinberg ou princípio de Hardy-Weinberg permite verificar se uma população está evoluindo por meio da avaliação da frequência de um alelo em determinado instante. Se não há mudança nas frequências dos alelos e do genótipo da população ao longo do tempo, diz-se que a população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Alguns fatores que podem atuar alterando a frequência dos alelos são a seleção natural, mutação, migração e oscilações genéticas.

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O que é equilíbrio de Hardy-Weinberg?

A mudança na frequência de um determinado alelo de um gene na população ao longo do tempo pode ser um indício de que esteja ocorrendo evolução. Quando a população não apresenta essa alteração, diz-se que ela está em equilíbrio de Hardy-Weinberg, o qual foi proposto, de forma independente, no ano de 1908, pelo matemático inglês Godfrey Hardy e pelo médico alemão Wilhelm Weinberg.

Uma população encontra-se em equilíbrio de Hardy-Weinberg quando sobre ela apenas estão agindo a segregação mendeliana e a recombinação de alelos – não atuando, assim, outros fatores evolutivos –, e a população não apresenta alteração na frequência de alelos ao longo das gerações.

Uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg não sofre ação de fatores evolutivos.

Para que ocorra o equilíbrio de Hardy-Weinberg, algumas condições são necessárias, como:

• A população deve ser suficientemente grande;

• Os cruzamentos entre os indivíduos devem ocorrer ao acaso;

• Não pode haver ação de fatores evolutivos, como migração e seleção natural;

• As taxas de mutação dos genes devem ser equivalentes.

Assim, podemos observar que o equilíbrio de Hardy-Weinberg não ocorre em populações reais, pois essas são constantemente afetadas por diversos fatores evolutivos, como veremos a seguir.

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Fatores que alteram o equilíbrio de Hardy-Weinberg

O equilíbrio de Hardy-Weinberg não ocorre em populações reais, pois elas são afetadas constantemente por fatores que influenciam as frequências alélicas e genotípicas, o que altera o seu equilíbrio. Alterações nas frequências alélicas e genotípicas ao longo do tempo levam à evolução.

As mutações permitem o surgimento de novos alelos nas populações.

Os fatores evolutivos que alteram o equilíbrio de Hardy-Weinberg são:

• Migração: a chegada e a saída de indivíduos podem provocar mudanças nas frequências alélicas e genotípicas da população, pois genes estão sendo retirados e introduzidos. Assim, os indivíduos que estão chegando podem apresentar diferentes taxas de determinados genes e afetar as taxas que estavam presentes na população original.

• Mutação: ocorrem ao acaso, sendo responsáveis pelo surgimento de novos alelos. Por meio delas, um alelo (A), por exemplo, pode dar origem a um novo alelo (a). Se esse alelo (a) apresentar uma maior viabilidade, ele será transmitido aos descendentes e se tornará mais frequente na população que o alelo (A).

• Seleção natural: dentro de uma mesma população, os indivíduos apresentam variações nas suas características herdáveis. Indivíduos que apresentam características mais adequadas ao ambiente tendem a produzir uma maior prole do que aqueles sem essas características, que tendem a ser eliminados.

• Oscilação gênica ou deriva genética: são alterações nas taxas de genes que ocorrem ao acaso, não por mutação ou pressão seletiva, em populações pequenas.

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Equação do equilíbrio de Hardy-Weinberg

As frequências genotípicas dentro de uma população podem ser expressas pelo binômio (p + q)² = 1, que pode ser desenvolvido e representado pela seguinte equação:

p² + 2pq + q² = 1

p = frequência do alelo dominante;

q = frequência do alelo recessivo;

p² = frequência do genótipo homozigoto dominante;

2pq = frequência do genótipo heterozigoto;

q² = frequência do genótipo homozigoto recessivo.

Exemplo de equilíbrio de Hardy-Weinberg

Tomemos como exemplo hipotético uma população com 100 gatos. Dentre eles, 36 são da cor laranja e homozigotos, 48 são da cor laranja e heterozigotos e 16 são da cor cinza e homozigotos. Sabe-se que o gene para a cor laranja (C) é dominante sobre o gene para a cor cinza (c) e que a frequência do gene recessivo na população é de 16%.

Segundo o equilíbrio de Hardy-Weinberg, essa população se cruzará ao acaso e os gametas C e c serão produzidos sempre na mesma proporção, para manter as frequências dos genótipos CC, Cc e cc constantes.

De acordo com a equação p² + 2pq + q² = 1, q é a frequência do alelo recessivo. Segundo o nosso exemplo, q²= 0,16 (16%), assim, q = 0,4. Se p + q = 1, temos:

p + 0,4 = 1

p = 0,6

Diante disso, temos:

Gametas	p(C) = 0,6	q(c) = 0,4
p(C) = 0,6	p² (CC)= 0,36	pq(Cc)= 0,24
q(c) = 0,4	pq(Cc)= 0,24	q²(cc) = 0,16

Ainda de acordo com a equação apresentada (p² + 2pq + q² = 1), teremos a seguinte distribuição de genótipos:

CC = 0,36 = 36%

Cc = 0,48 = 48%

cc = 0,16 = 16%