Efeito de gargalo

Algumas evidências genéticas sugerem que as populações humanas sofreram um efeito de gargalo 70.000 anos atrás. Isto resultou na diminuição da diversidade genética global da espécie humana, possivelmente de grande monta. Alguns indícios (a reduzida variação no cromossomo Y e estudos de DNA mitocondrial) mostram que a população humana actual seria descendente de cerca de 10.000 indivíduos. Uma teoria indica que a população humana teria sofrido uma redução drástica do número de indivíduos devido à erupção do vulcão do lago Toba, na Indonésia. Esta erupção teria provocado variações extremas nos níveis de vários parâmetros ambientais, incluindo a diminuição da temperatura atmosférica global e o consequente rebaixamento do nível dos oceanos e mares. A Teoria da catástrofe de Toba defende como consequência da erupção vulcânica uma redução da população humana, antes da calamidade era de 10 mil e após foi de aproximadamente 1000 pares férteis. Nesse evento não só a população humana foi afetada, como também a maioria, se não todos, os organismos viventes da época.

O bisonte-europeu ficou ameaçado de extinção no início do século XX. Os cerca de 2000 animais existentes no ano 2000 eram todos descendentes de 12 indivíduos e apenas 2 variantes do cromossoma Y são conhecidas nesta espécie. A população do bisonte-americano ficou bastante reduzida devido à caça excessiva a que foi sujeito. Quase chegou a ser extinto por volta de 1890, mas a partir dessa altura voltou a recuperar o seu efetivo populacional. Um exemplo clássico do efeito de gargalo foi o que aconteceu com o elefante-marinho, cuja população caiu para os 30 indivíduos em 1890, mas que agora tem um efetivo de dezenas de milhares. Também todas as chitas existentes atualmente são muito semelhantes geneticamente, sugerindo que terá esta espécie sofrido o efeito de gargalo. De entre as várias populações de tartarugas das Ilhas Galápagos (também um exemplo clássico do efeito fundador), a que o ocorre nas encostas do vulcão Alcedo tem menor diversidade genética quando comparada com outras populações da mesma ilha. Análises ao DNA revelam que terá ocorrido um efeito de gargalo há cerca de 88 000 anos. Alguns milhares de anos antes terá ocorrido uma violenta erupção do vulcão, provocando a alteração da maior parte do habitat das tartarugas. A proximidade temporal destes eventos é deveras sugestiva.

Estudos mostraram que não há variabilidade genética no genoma do Pine Wollemi (Wollemia nobilis). Há apenas cerca de 100 espécimes em meio natural e dezenas de milhares cultivadas, isso indica que as espécies passaram por um efeito gargalo de garrafa intenso.

Com a redução de uma população, a deriva genética desempenha um papel maior na especiação. Um animal terrestre, como um urso-pardo, pode estar localmente reduzida a uma dezena de pares reprodutivos em uma ilha do Ártico. Isso provavelmente aconteceu na última Era do Gelo, e o estreito de Bering recuou para o mar. Nessa circunstância, uma característica benéfica aparecendo em um macho alfa ou dois pode mudar a cor, tamanho, capacidade de natação, resistência ao frio, ou a agressividade do grupo em apenas algumas gerações, devido só eles passaram seus genes às proles.

Consiste na alteração da frequência dos alelos de uma determinada população devido exclusivamente ao acaso. As populações pequenas são muito mais sensíveis à ocorrência de deriva genética do que as populações com maior número de indivíduos, podendo observar-se grandes oscilações nas frequências alélicas de uma geração para a seguinte. A deriva genética pode causar grandes perdas de variação genética em populações pequenas.

Em biologia de conservação, população mínima viável ajuda a determinar o tamanho efetivo da população (fe) quando a população está em risco de extinção (Gilpin e Soulé, 1986 e Soulé, 1987). Há um debate considerável sobre a utilidade dessa população mínima.

Ocorre quando um pequeno grupo se isola do núcleo principal da espécie. Como esse grupo é apenas uma pequena parte de uma população total da espécie, todas as diferenças genéticas que tornam a espécie robusta podem se perder. Isso constitui o que os biólogos denominam efeito de gargalo de garrafa, ou somente efeito gargalo. Com isso alguns dos genes que fluem habitualmente dentro de uma espécie foram suprimidos e segregados do conjunto genético. No efeito evolucionário de gargalo, uma pequena população consegue produzir gerações subsequentes.

Na engenharia um gargalo é um fenômeno onde o desempenho ou a capacidade de um sistema inteiro é limitada intensamente por um único elemento. Formalmente, um gargalo encontra-se em um sistema de caminho crítico e oferece o menor rendimento. Como tal, os designers de sistema tentará evitar gargalos e esforço direto para localizar e ajustar os gargalos existentes. Alguns exemplos de gargalos de engenharia possíveis são: processador, um link de comunicação, um processamento de dados de software, etc.

No tráfego um gargalo é uma seção de uma rota com capacidade de carga, mesmo que minimamente, inferior ao que distingue de outras seções da mesma rota. É muito comum de isso acontecer numa parte estreita de uma estrada, com uma redução do número de vias ou ou uma diminuição do número de faixas de um trem de linha. Por decorrência de um estrito túnel ou uma ponte, por exemplo, e a velocidade não deve passar do máximo permitido para não colocar a segurança das pessoas em risco. Os canais são tidos como pontos de estrangulamento, um dos mais comuns é o Canal do Panamá, são utilizados para facilitar a passagem de um ponto a outro que sem esse canal não seria tão facilmente atravessado. São também utilizados, muitas vezes, como objeto de ofensivas ou defensivas ações militares.