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Simulador do efeito gargalo genético (perda de heterozigosidade)
Simula a perda esperada de heterozigosidade após um gargalo (esperança determinística). Sob deriva Wright-Fisher ideal, H_{t+1} = H_t(1 − 1/(2N)) por geração, logo H_final = H₀(1−1/2Nb)^t × (1−1/2Nr)^g; o tamanho efetivo harmônico Ne = (t+g)/(t/Nb + g/Nr) é dominado pelo mínimo; F acumulado = 1 − H_final/H₀. Para um alelo de frequência p, a sobrevivência a UMA geração de gargalo é 1 − (1−p)^(2Nb); alelos raros perdem-se primeiro. Casos clássicos: elefante-marinho-do-norte (~20 sobreviventes em 1890), guepardo, nēnē do Havaí, bisão-europeu, atol Pingelap. Fontes: Wright 1931, Nei et al. 1975, Hartl & Clark 2007, StatPearls. Apenas uso educativo.
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Veja quando usar esta ferramenta, o que ela suporta e como os usuários a aplicam.
Fatos principais
Categoria
Education
Tipos de entrada
number
Tipo de saída
json
Cobertura de exemplos
4
API pronta
Sim
Visão geral
O Simulador do efeito gargalo genético estima a perda esperada de heterozigosidade após um período de redução populacional e uma possível recuperação. Informe a heterozigosidade inicial, os tamanhos populacionais, o número de gerações e a frequência de um alelo focal para obter H final, retenção, coeficiente de endogamia, tamanho efetivo harmônico e sobrevivência do alelo em uma geração de gargalo. Uso exclusivamente educativo.
Quando usar
Estimar como um gargalo populacional pode reduzir a heterozigosidade ao longo de várias gerações.
Comparar cenários de gargalo moderado ou severo com diferentes tamanhos e durações.
Avaliar a sobrevivência, em uma geração, de um alelo com determinada frequência inicial.
Como funciona
1Informe H₀, a heterozigosidade antes do gargalo, além de Nb, t, Nr e g para representar o tamanho e a duração de cada fase.
2O simulador aplica H_final = H₀(1 − 1/(2Nb))^t × (1 − 1/(2Nr))^g sob o modelo ideal de deriva Wright-Fisher.
3A saída apresenta a heterozigosidade final, a porcentagem retida, F = 1 − H_final/H₀ e o tamanho efetivo harmônico Ne.
4A frequência do alelo focal é usada para calcular sua sobrevivência em uma única geração de gargalo: 1 − (1 − p)^(2Nb).
Casos de uso
Aulas de genética de populações sobre deriva genética, endogamia e diversidade genética.
Análises introdutórias de conservação para ilustrar os efeitos de reduções populacionais intensas.
Comparações didáticas entre populações que se recuperam rapidamente e populações submetidas a gargalos prolongados.
Exemplos
1. Gargalo semelhante ao do elefante-marinho-do-norte
Estudante de genética da conservação
Contexto
Uma população começa com H₀ = 0,5, passa por 20 indivíduos durante 5 gerações e depois se recupera para 2.000 indivíduos por mais 10 gerações.
Problema
Estimar quanta heterozigosidade permanece após um gargalo curto seguido de recuperação populacional.
Como usar
Preencha H₀ com 0,5, Nb com 20, t com 5, Nr com 2.000, g com 10 e a frequência do alelo focal com 0,1.
Casas decimais: 4.
Resultado
A heterozigosidade final estimada é 0,4394, equivalente a 87,89% da inicial. O coeficiente F é 0,1211, o tamanho efetivo harmônico é 29,55 e a sobrevivência do alelo focal em uma geração é 98,52%.
2. Gargalo severo com apenas cinco indivíduos
Professor de biologia
Contexto
Uma população com H₀ = 0,5 fica reduzida a 5 indivíduos durante 10 gerações e depois se recupera para 5.000 indivíduos por 5 gerações.
Problema
Mostrar como um gargalo pequeno e prolongado pode dominar o efeito da recuperação posterior.
Como usar
Perguntas frequentes
O que é a heterozigosidade inicial H₀?
É a heterozigosidade da população antes do gargalo. Deve ser um valor maior que 0 e até 1.
O que representam Nb e Nr?
Nb é o tamanho populacional durante o gargalo; Nr é o tamanho populacional durante a recuperação.
Como a duração do gargalo afeta o resultado?
Quanto maior o número de gerações no gargalo, maior tende a ser a perda esperada de heterozigosidade.
O que significa o coeficiente F?
F representa a fração acumulada de heterozigosidade perdida em relação ao valor inicial.
O simulador representa uma população real?
Não. Ele calcula uma expectativa determinística baseada no modelo ideal de Wright-Fisher e tem finalidade educativa.
Informe H₀ = 0,5, Nb = 5, t = 10, Nr = 5.000, g = 5 e frequência do alelo focal p = 0,1.
Casas decimais: 4.
Resultado
A heterozigosidade final é 0,1743, com apenas 34,85% retida. O coeficiente F é 0,6515, e um alelo com p = 0,1 tem sobrevivência estimada de 65,13% em uma geração de gargalo.