A evolução é o processo que catalisa as mudanças genéticas dentro de uma população de organismos. Por exemplo, uma espécie de alga pode modificar suas proteínas de absorção de luz de verde para vermelho para permitir que elas prosperem com mais sucesso em águas mais profundas. Mas a mudança visível nas características das algas é um reflexo de uma mudança na frequência geral de genes específicos na população. Em termos técnicos, isso é conhecido como frequência alélica. Assim, a mudança evolucionária não pode ocorrer sem mudanças na frequência alélica, enquanto uma mudança na frequência alélica é uma indicação de que a evolução está ocorrendo.

Fenótipo e Genótipo

Fenótipo se refere ao conjunto de observações físicas e observáveis. traços comportamentais de um organismo. Muitos desses traços são expressões diretas do DNA de um organismo, que é chamado de genótipo. Embora alguns elementos do fenótipo sejam guiados pela interação dos genótipos de um organismo com o ambiente, de uma forma ou de outra o fenótipo é ligado ao genótipo.

O genótipo de um organismo específico consiste em um conjunto de instruções genéticas para construir proteínas. . Essas instruções são geralmente uma espécie de bolsa mista. Por exemplo, uma alga verde pode ter algum DNA que direcione a síntese de proteínas vermelhas também. Mas outros genes podem desativar o gene da proteína vermelha, ou talvez haja apenas mais proteína verde sendo produzida do que a proteína vermelha. Assim, um organismo em particular pode ter um genótipo verde forte e um genótipo vermelho fraco.

Genética de populações

Embora a evolução seja impulsionada pela interação do ambiente com um único organismo, um único organismo pode t evoluir. São apenas espécies que podem evoluir. Assim, os geneticistas analisam a distribuição geral do fenótipo e do genótipo dentro de uma população. Muitas misturas diferentes são possíveis.

Por exemplo, uma população de algas verdes pode ser verde porque elas só têm genes para produzir proteínas verdes. Mas eles também podem ser verdes porque têm genes para proteínas verdes e proteínas vermelhas, mas eles têm outro gene que direciona as proteínas vermelhas que devem ser decompostas logo após serem feitas. Assim, o gene produtor de proteína cor pode ser "verde" ou "vermelho". As duas escolhas são chamadas alelos, e uma medida da composição genética da espécie é dada pela freqüência alélica entre todos os organismos da espécie.

Equilibrium

Imagine uma lagoa, um par de pés profundamente com algas crescendo por toda parte. As algas perto da superfície têm muita luz amarela que a proteína verde absorve bem. Mas as algas que se movem para baixo não têm muita luz amarela - a água absorve o amarelo e deixa a luz mais azulada para que as algas mais profundas precisem de proteína vermelha para se sair bem em profundidades maiores. Se você fosse provar as algas na superfície, as mais saudáveis ​​seriam verdes, enquanto as algas mais saudáveis ​​sob a superfície seriam vermelhas. Mas as algas se reproduzem mutuamente, então a porcentagem de genes de proteínas verdes e proteínas vermelhas seria bastante estável de geração para geração. A estabilidade da freqüência do alelo é descrita pelo princípio de Hardy-Weinberg.

Mudança

Agora imagine que há um ano de fortes tempestades. As algas na lagoa transbordam dos bancos e se espalham para as lagoas vizinhas. Um dos lagos vizinhos é muito raso e o outro é muito mais profundo. Na lagoa rasa, o gene da proteína vermelha não é útil, por isso, as algas de proteína verde mais puras são bem-sucedidas. Isso tenderá a expulsar o gene da proteína vermelha do pool genético - isto é, reduzirá a freqüência alélica do gene da proteína vermelha. O oposto pode acontecer na lagoa profunda. Em águas profundas, a proteína verde não ajuda em nada. A diferença na profundidade das algas verdes e vermelhas pode levar à diminuição dos genes de proteínas verdes na população de algas que nunca chega perto da superfície para se reproduzir. A freqüência do alelo muda em resposta à pressão ambiental: a evolução está em ação.