O que é o princípio de Hardy-Weinberg?

Godfrey Hardy (1877-1947), um matemático inglês, e Wilhelm Weinberg (1862-1937), um médico alemão, encontraram uma maneira de ligar a probabilidade genética e evolução no início do século XX. Hardy e Weinberg trabalharam independentemente em encontrar uma equação matemática para explicar a ligação entre equilíbrio genético e evolução em uma população de espécies.

De fato, Weinberg foi o primeiro dos dois homens a publicar e dar palestras sobre suas idéias de equilíbrio genético em 1908. Ele apresentou suas descobertas à Sociedade de História Natural da Pátria, em Württemberg, Alemanha, em janeiro daquele ano. O trabalho de Hardy não foi publicado até seis meses depois, mas ele recebeu todo o reconhecimento porque publicou no idioma inglês, enquanto o de Weinberg só estava disponível em alemão. Foram necessários 35 anos para que as contribuições de Weinberg fossem reconhecidas. Ainda hoje, alguns textos em inglês se referem apenas à idéia como "Lei de Hardy", descontando totalmente o trabalho de Weinberg.

Charles Darwin's A Teoria da Evolução abordou brevemente características favoráveis ​​sendo passadas dos pais para os filhos, mas o mecanismo real para isso foi falho. Gregor Mendel não publicou seu trabalho até depois da morte de Darwin. Tanto Hardy quanto Weinberg entenderam que a seleção natural ocorreu por causa de pequenas mudanças nos genes das espécies.

O foco dos trabalhos de Hardy e Weinberg estava em pequenas mudanças no nível do gene, devido ao acaso ou a outras circunstâncias que mudaram a pool genético da população. A frequência com que certos alelos apareceram mudou ao longo de gerações. Essa mudança na frequência dos alelos foi a força motriz da evolução no nível molecular, ou microevolução.

Como Hardy era um matemático muito talentoso, ele queria encontrar uma equação que previsse alelo frequência nas populações para que ele pudesse encontrar a probabilidade de evolução ocorrendo em vários gerações. Weinberg também trabalhou de maneira independente em direção à mesma solução. A Equação de Equilíbrio de Hardy-Weinberg usou a frequência de alelos prever genótipos e rastreá-los ao longo de gerações.

p² + 2pq + q² = 1

(p = frequência ou porcentagem do alelo dominante no formato decimal, q = frequência ou porcentagem do alelo recessivo no formato decimal)

Como p é a frequência de todos os alelos dominantes (UMA), conta todos os homozigoto indivíduos dominantes (AA) e metade dos heterozigoto indivíduos (UMAuma). Da mesma forma, uma vez que q é a frequência de todos os alelos recessivos (uma), conta todos os indivíduos homozigotos recessivos (aa) e metade dos indivíduos heterozigotos (Auma). Portanto, p² representa todos os indivíduos dominantes homozigotos, q² representa todos os indivíduos recessivos homozigotos e 2pq é todos os indivíduos heterozigotos em uma população. Tudo é definido como 1, porque todos os indivíduos em uma população são iguais a 100%. Essa equação pode determinar com precisão se a evolução ocorreu ou não entre gerações e em que direção a população está se dirigindo.

Para que essa equação funcione, supõe-se que todas as seguintes condições não sejam atendidas ao mesmo tempo:

1. A mutação no nível do DNA não está ocorrendo.
2. Seleção natural não está ocorrendo.
3. A população é infinitamente grande.
4. Todos os membros da população são capazes de se reproduzir e se reproduzir.
5. Todo acasalamento é totalmente aleatório.
6. Todos os indivíduos produzem o mesmo número de filhos.
7. Não há emigração ou imigração ocorrendo.

A lista acima descreve as causas da evolução. Se todas essas condições forem atendidas ao mesmo tempo, não há evolução ocorrendo em uma população. Como a Equação de Equilíbrio de Hardy-Weinberg é usada para prever a evolução, um mecanismo para a evolução deve estar acontecendo.