Evolução

Teoria neutra de Kimura (1968): a maioria das mudanças moleculares é neutra? O que resistiu aos dados

Publicado em 12/10/2026 · Última alteração em 12/10/2026

Assuntos: Evolução biológica

Em 1968, Motoo Kimura propôs que a maior parte das substituições de nucleotídeos fixadas na evolução é neutra ou quase neutra e se espalha por deriva genética, não por seleção. Sobreviveu a ideia de que mutações neutras e quase neutras são comuns, e a extensão quase neutra de Tomoko Ohta; a tese de que a maioria das diferenças entre espécies é neutra segue em debate.

Antes de 1960, evolução se estudava por cruzamentos dentro da espécie. Quando biólogos passaram a comparar sequências de proteínas (hemoglobinas, citocromo c) entre espécies, viram que o número de aminoácidos trocados crescia com o tempo desde a divergência e era menor em regiões importantes para a função. Kimura leu isso como sinal de que a maioria dessas trocas não altera a aptidão: uma mutação neutra pode se espalhar por acaso, a chamada deriva genética (variação aleatória na frequência dos alelos, mais forte em populações pequenas). A seleção natural, nessa visão, ainda elimina o que é prejudicial, mas não explica a maior parte das diferenças moleculares.

Uma teoria nascida de uma conta

O argumento de 1968 partiu de uma aritmética: se cada troca molecular exigisse seleção, o custo em descendentes perdidos seria alto demais. A conta teve falhas, mas a ideia de que o acaso importa no DNA ficou.

A conta de 1968 e o que deu errado

Kimura estimou cerca de uma substituição de nucleotídeo a cada 2 anos em mamíferos e comparou com o limite de Haldane: uma substituição por seleção a cada 300 gerações (cerca de 1.200 anos, com geração de 4 anos). Se todas fossem selecionadas, o custo seria intolerável; logo, muitas seriam neutras. Críticos apontaram que ele tratou cada nucleotídeo como alvo de seleção, quando a unidade correta é o gene ou o aminoácido. Segundo Nei, somando a carga de mutação a conta talvez não seja absurda; segundo Kern e Hahn, ela é falha.

Como sabemos: proteínas, tempo e testes de seleção

A base original era comparar sequências homólogas entre espécies: a divergência crescia com o tempo e era menor em sítios funcionais. Isso é compatível com neutralidade, mas admite outras leituras. Hoje se usa o teste de McDonald e Kreitman, que compara variação dentro da espécie com diferenças entre espécies, separando mudanças que alteram aminoácidos das silenciosas. Em Drosophila, estimou-se que cerca de 45% a 50% das trocas de aminoácidos foram fixadas por seleção positiva; em humanos, a estimativa geral foi zero. Os testes usam um modelo neutro como hipótese nula, e as estimativas têm incerteza.

Ohta e a teoria quase neutra

Tomoko Ohta estendeu a teoria com mutações de efeito muito pequeno, cujo destino depende de seleção e deriva ao mesmo tempo. Quanto menor a população efetiva, mais mutações se comportam como neutras, e a fração do genoma sob restrição seletiva depende desse tamanho. Para Ohta, nas mutações quase neutras o valor absoluto de Ns (N, tamanho efetivo da população; s, efeito sobre a aptidão) deve ser pequeno, no máximo cerca de 2. Na seleção tradicional, esse valor seria pelo menos dez vezes maior.

O que sobreviveu e o que segue em disputa

Há acordo de que existem mutações neutras e quase neutras e de que a deriva genética importa. A disputa é sobre a proporção: Kern e Hahn (2018) veem seleção positiva e seleção em sítios ligados como predominantes e rejeitam a universalidade da teoria; Jensen e coautores (2019) respondem que a adaptação estimada diz respeito à pequena fração codificadora do genoma e que a teoria, ampliada, segue válida. As fontes divergem, e este texto não arbitra.

Como sabemos

A proposta e o debate atual estão bem documentados em revisões abertas; o texto original de Kimura (1968) não foi aberto e é descrito por revisões.

Em debate: Kern e Hahn (2018) defendem que a seleção molda o genoma de modo proeminente e que a universalidade da teoria neutra deve ser rejeitada; Jensen e coautores (2019) respondem que os dados continuam compatíveis com uma versão moderna, com deriva e seleção purificadora dominantes. O debate está aberto.

• Fato estabelecido: Motoo Kimura nasceu em Okazaki, no Japão, em 13 de novembro de 1924, e morreu em Mishima em 13 de novembro de 1994. Trabalhou no Instituto Nacional de Genética, em Mishima, desde a fundação do instituto, em 1949, e obteve o doutorado em Wisconsin (1954–1956). [5] Wisconsin
  Contexto: Biografia de Kimura. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada
• Consenso científico: Nas décadas de 1950 e 1960, quase toda mudança evolutiva era atribuída à seleção natural direcional, e polimorfismos com alelos em frequências intermediárias eram vistos como mantidos por seleção balanceadora. [3] Introdução
  Contexto: Pensamento dominante em biologia evolutiva antes da teoria neutra. · Limitações: Descrição feita por defensores da teoria neutra. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Kimura calculou cerca de uma substituição de nucleotídeo a cada 2 anos no genoma de mamíferos, a partir de dados de hemoglobinas e de poucas proteínas, e comparou com o limite de Haldane para substituições por seleção: uma a cada 300 gerações, ou 1.200 anos com geração de 4 anos. [1] Neutral Evolution at the Protein Level
  Contexto: Mamíferos; dados de proteínas dos anos 1960. · Limitações: A taxa de Kimura depende de ele contar todos os nucleotídeos do genoma como alvos de seleção (ver afirmação sobre o custo da seleção). · A taxa de Kimura depende de ele contar todos os nucleotídeos do genoma como alvos de seleção (ver afirmação sobre o custo da seleção). · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Kimura concluiu que a maioria das substituições de nucleotídeos devia ser neutra ou quase neutra e fixada por deriva genética. King e Jukes propuseram a teoria formalmente junto com ele, em 1969. [1] Cost of Natural Selection
  Contexto: Neutra: sem efeito apreciável na aptidão; deriva genética: variação ao acaso das frequências dos alelos. · Limitações: A fonte diz que Kimura (1968) e King e Jukes (1969) propuseram formalmente a teoria. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Evidência forte: Comparações de sequências de proteínas mostraram que o número de substituições de aminoácidos entre duas espécies era aproximadamente proporcional ao tempo desde a divergência, e que regiões funcionalmente importantes mudavam menos que as menos importantes. [1] Early Studies of Molecular Evolution
  Contexto: Hemoglobinas, citocromo c e fibrinopeptídeos, anos 1960. · Limitações: Padrões observados em poucas proteínas; a interpretação como neutralidade foi contestada. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: O argumento do custo da seleção foi criticado logo e é considerado falho por Kern e Hahn; Nei aponta que Kimura tratou todos os nucleotídeos como unidades de seleção, quando a unidade deveria ser o gene ou o aminoácido. [1] Cost of Natural Selection [2] Introdução
  Contexto: Nei (2005) e Kern e Hahn (2018) concordam nesse ponto, embora defendam conclusões opostas sobre a teoria. · Limitações: Nei acrescenta que, somando custo da seleção e carga de mutação, a conta de Kimura talvez não seja tão absurda. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Em debate: Em 1971, Kimura e Ohta apresentaram a uniformidade da taxa de substituição de cada proteína como a evidência mais forte da teoria; segundo Kern e Hahn, com mais proteínas e análises melhores essa constância se mostrou ilusória. [2] Introdução
  Contexto: Relógio molecular (tema de artigo próprio). · Limitações: Posição de Kern e Hahn, que defendem a rejeição da teoria. · Posição de Kern e Hahn, que defendem a rejeição da teoria. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Interpretação: A definição original de neutralidade de Kimura foi vista por Nei como estrita demais; se neutras forem as mutações que não alteram apreciavelmente a função do produto gênico, muitas controvérsias desaparecem. [1] Resumo
  Contexto: A definição original usa o tamanho efetivo da população (N) e o coeficiente de seleção (s). · Limitações: Opinião de um dos participantes do debate (Nei, 2005). · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: A teoria quase neutra, de Tomoko Ohta, inclui mutações quase neutras e reconhece que a fração do genoma sob restrição seletiva depende do tamanho efetivo da população. [3] Introdução
  Contexto: Ohta (1973) e revisões posteriores. · Limitações: O texto de Ohta (2002) é revisão de sua própria teoria. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Teoria científica: Para Ohta, mutações quase neutras são aquelas cujo destino depende ao mesmo tempo de seleção e de deriva, e por isso o valor absoluto de Ns deve ser pequeno, não maior que cerca de 2. [4] Synonymous vs. Nonsynonymous Substitutions
  Contexto: Definição dentro da teoria quase neutra; N é o tamanho efetivo da população e s o coeficiente de seleção. · Limitações: O limite de cerca de 2 é uma regra de bolso dada por Ohta no mesmo texto. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Estudos em Drosophila estimaram que cerca de 45% a 50% das substituições de aminoácidos foram fixadas por seleção positiva. [2] The Evidence for Selection [4] Synonymous vs. Nonsynonymous Substitutions
  Contexto: Drosophila melanogaster, D. simulans e D. yakuba; estudos de base lidos por meio de Ohta e Kern e Hahn. · Limitações: Estimativas com incerteza reconhecida; valem para proteínas, não para o genoma inteiro. · Estimativas com incerteza reconhecida; valem para proteínas, não para o genoma inteiro. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Em humanos, a fração geral de substituições de aminoácidos fixadas por seleção positiva foi estimada em zero, embora genes ligados a patógenos mostrem sinais de seleção positiva. [2] The Evidence for Selection
  Contexto: Espécie humana; estudos de 2008 citados por Kern e Hahn. · Limitações: Segundo Kern e Hahn, citando Boyko et al. e Li et al.; os estudos originais não foram lidos. · Segundo Kern e Hahn, citando Boyko et al. e Li et al.; os estudos originais não foram lidos. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Em debate: Kern e Hahn (2018) argumentam que, com dados genômicos modernos, a universalidade da teoria neutra pode ser firmemente rejeitada, porque a seleção, direta e indireta, molda o genoma de forma proeminente. [2] Resumo
  Contexto: Artigo de perspectiva sobre o cinquentenário da teoria. · Limitações: Posição de dois autores; Jensen e coautores a chamam de visão provavelmente minoritária. · Posição de dois autores; Jensen e coautores a chamam de visão provavelmente minoritária. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Em debate: Jensen e coautores respondem que as estimativas de adaptação se restringem à pequena fração codificadora do genoma e propõem uma versão moderna em que grande parte do genoma evolui sob deriva e a seleção predominante é a purificadora. [3] Resumo
  Contexto: Debate de 2018–2019 em Mol Biol Evol e Evolution. · Limitações: Posição de defensores da teoria; o debate segue aberto. · Posição de defensores da teoria; o debate segue aberto. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada

Fontes

1. Molecular Biology and Evolution — Selectionism and Neutralism in Molecular Evolution
   Nei, M. · 2005 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1093/molbev/msi242
2. Molecular Biology and Evolution — The Neutral Theory in Light of Natural Selection
   Kern, A. D.; Hahn, M. W. · 2018 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1093/molbev/msy092
3. Evolution — The importance of the Neutral Theory in 1968 and 50 years on: A response to Kern and Hahn 2018
   Jensen, J. D. et al. · 2019 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1111/evo.13650
4. Proceedings of the National Academy of Sciences — Near-neutrality in evolution of genes and gene regulation
   Ohta, T. · 2002 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1073/pnas.252626899
5. Encyclopedia.com — Kimura, Motoo (verbete biográfico)
   Encyclopedia.com (Complete Dictionary of Scientific Biography, Gale) · 2018 · Livro ou obra de referência · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026

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