Dryf genetyczny

Chłopcy z Amiszów. Getty/Nancy Brammer

Definicja:

Dryf genetyczny definiuje się jako zmianę liczby dostępnych alleli w populacji przez zdarzenia losowe. Zjawisko to, zwane również dryfem allelicznym, jest zwykle spowodowane bardzo małym pula genowa lub wielkość populacji. w odróżnieniu naturalna selekcja , jest to przypadkowe, przypadkowe zdarzenie, które powoduje dryf genetyczny i zależy wyłącznie od statystycznej szansy, a nie od pożądanych cech przekazywanych potomstwu. O ile wielkość populacji nie wzrośnie w wyniku większej imigracji, liczba dostępnych alleli zmniejsza się z każdym pokoleniem.

Dryf genetyczny zdarza się przypadkowo i może spowodować całkowite zniknięcie allelu z puli genów, nawet jeśli była to pożądana cecha, która powinna zostać przekazana potomstwu. Losowy styl próbkowania dryfu genetycznego zmniejsza pulę genów, a zatem zmienia częstotliwość występowania alleli w populacji. Niektóre allele są całkowicie tracone w ciągu jednego pokolenia z powodu dryfu genetycznego.

Ta losowa zmiana w puli genów może wpłynąć na szybkość ewolucja gatunku. Zamiast wymagać kilku pokoleń, aby zobaczyć zmianę w częstotliwości alleli, dryf genetyczny może wywołać ten sam efekt w ciągu jednego lub dwóch pokoleń. Im mniejsza liczebność populacji, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia dryfu genetycznego. Większe populacje mają tendencję do funkcjonowania poprzez dobór naturalny w znacznie większym stopniu niż dryf genetyczny ze względu na samą liczbę alleli, nad którymi może pracować dobór naturalny, w porównaniu z mniejszymi populacjami. The Równanie Hardy'ego-Weinberga nie może być stosowany w małych populacjach, w których dryf genetyczny jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do różnorodności alleli.

Efekt wąskiego gardła

Jedną z konkretnych przyczyn dryfu genetycznego jest efekt wąskiego gardła lub wąskie gardło populacji. Efekt wąskiego gardła występuje, gdy większa populacja znacznie się kurczy w krótkim czasie. Zwykle ten spadek liczebności populacji jest zazwyczaj spowodowany przypadkowym wpływem środowiska, takim jak klęska żywiołowa lub rozprzestrzenianie się choroby. Ta szybka utrata alleli sprawia, że ​​pula genów jest znacznie mniejsza, a niektóre allele są całkowicie eliminowane z populacji.

Z konieczności populacje, które doświadczyły wąskiego gardła, zwiększają przypadki chowu wsobnego, aby przywrócić liczebność do akceptowalnego poziomu. Jednak chów wsobny nie zwiększa różnorodności ani liczby możliwych alleli, a zamiast tego zwiększa liczbę tych samych typów alleli. Chów wsobny może również zwiększyć szanse na przypadkowe mutacje w DNA. Chociaż może to zwiększyć liczbę alleli dostępnych do przekazania potomstwu, wiele razy te mutacje wyrażają niepożądane cechy, takie jak choroba lub zmniejszona zdolność umysłowa.

Efekt założycieli

Inną przyczyną dryfu genetycznego jest efekt założycielski. Przyczyną efektu założycieli jest również niezwykle mała populacja. Jednak zamiast przypadkowego efektu środowiskowego zmniejszającego liczbę dostępnych osobników hodowlanych, efekt założycielski jest widoczny w populacjach, które zdecydowały się pozostać małe i nie pozwalają na rozmnażanie poza tą populacją.

Często populacje te są specyficznymi sektami religijnymi lub odgałęzieniami określonej religii. Wybór partnera jest znacznie ograniczony i jest wymagany do bycia kimś z tej samej populacji. Bez imigracji lub przepływu genów liczba alleli jest ograniczona tylko do tej populacji i często niepożądane cechy stają się najczęściej przekazywanymi allelami.

Przykłady:

Przykład efektu założycieli miał miejsce w pewnej populacji Amiszów w Pensylwanii. Ponieważ dwóch członków założycieli było nosicielami zespołu Ellisa van Crevelda, choroba ta była obserwowana znacznie częściej w tej kolonii Amiszów niż w ogólnej populacji Stanów Zjednoczonych. Po kilku pokoleniach izolacji i chowu wsobnego w kolonii Amiszów większość populacji stała się nosicielami lub cierpiała na zespół Ellisa van Crevelda.