Jaki jest efekt założycielski?

Amisze stanowią uderzający przykład efektu założyciela, ponieważ ich pula genów pochodzi od 200 osób, które wyemigrowały z Niemiec i założyły swoją społeczność.

Lingbeek/E+/Getty Images

Z perspektywa ewolucyjna populacje zmieniają się w czasie. Wielkość i skład puli genów populacji ma kluczowe znaczenie dla zachowania różnorodności genetycznej. Pula genowa zmiana w małej populacji spowodowana przypadkiem jest znana jako dryf genetyczny. Efekt założycielski to przypadek dryf genetyczny w którym niewielka populacja o ograniczonej liczbie osobników odrywa się od większej populacji.

Wpływ na skład genetyczny populacji może być dość głęboki, ponieważ częstość występowania choroby może wzrastać. Im mniejsza liczba zaangażowanych osobników, tym większy wpływ może mieć na oderwaną populację. Efekt ten utrzymuje się, dopóki wielkość populacji nie będzie wystarczająco duża, aby błędy z pokolenia na pokolenie stały się minimalne. Jeśli populacja nadal będzie izolowana, skutki mogą się utrzymywać.

Kluczowe dania na wynos

• Zmiana w puli genów małej populacji spowodowana przypadkiem jest znana jako dryf genetyczny.
• Efekt założycielski to przypadek dryfu genetycznego spowodowanego małą populacją z ograniczoną liczbą osobników odrywających się od populacji macierzystej.
• Przykładem efektu założycielskiego jest występowanie barwnikowego zwyrodnienia siatkówki w kolonii brytyjskiej na wyspach Tristan da Cunha.
• Częstość występowania zespołu Ellis-van Creveld u Amiszów we wschodniej Pensylwanii jest kolejnym przykładem efektu założyciela.

Przykłady efektu założyciela

Jeśli na przykład mała populacja oddzieli się od większej populacji, aby skolonizować wyspę, może wystąpić efekt założyciela. Jeśli niektórzy z kolonizatorów są nosicielami lub homozygotyczny recesywny, występowanie allelu recesywnego może być dość dramatyczne w małej populacji w porównaniu z większą populacją rodziców.

Kiedy nowe pokolenie ma allele rozłożone losowo, przy wystarczająco dużej wielkości próby, możemy oczekiwać, że pula genów nowej generacji będzie z grubsza reprezentowała pulę genów poprzedniej generacji. Spodziewalibyśmy się pewnego rozkładu cech w danej populacji, gdy ta populacja jest wystarczająco duża. Gdy populacja jest mała, pula genów z pokolenia na pokolenie może nie być dokładnie reprezentowana. Wynika to z błędu próbkowania z powodu małej liczebności populacji. Błąd próbkowania odnosi się do dysproporcji wyników w małej populacji lub próbce.

Przykład barwnikowego zapalenia siatkówki

Nie wszystkie geny mają proste dominujący recesywny występowanie. Inni są cechy poligeniczne i może być spowodowane zmianami w wielu genach. Na przykład na początku XIX wieku pewna liczba osobników wyemigrowała na wyspy Tristan da Cunha, tworząc brytyjską kolonię. Wydaje się, że co najmniej jeden z kolonistów był nosicielem i miał recesywny allel barwnikowego zwyrodnienia siatkówki. Zwyrodnienie barwnikowe siatkówki jest stosunkowo rzadkim schorzeniem, w którym komórki siatkówki są tracone lub ulegają rozkładowi, co prowadzi do utraty wzroku. Osoby, które są homozygotyczne pod względem allelu, mają tę chorobę.

Według niektórych szacunków w latach 60. z 240 mieszkańców kolonii czterech miało zaburzenie, a co najmniej dziewięciu było nosicielami. Jest to znacznie częstsze niż można by oczekiwać na podstawie rzadkości barwnikowego zwyrodnienia siatkówki w większych populacjach.

Przykład Amiszów

Wschodnia Pensylwania jest domem dla amiszów, którzy stanowią uderzający przykład efektu założyciela. Szacuje się, że około 200 osób, które wyemigrowały z Niemcy założyli swoją społeczność. Amisze zazwyczaj pobierają się z własnej społeczności i są odizolowani, więc mutacje genetyczne mają tendencję do utrzymywania się.

Na przykład,polidaktylia, posiadający dodatkowe palce u rąk i nóg, jest częstym objawem zespołu Ellis-van Creveld. Zespół jest rzadkim schorzeniem, które również charakteryzuje się karłowatością, a czasem wrodzonymi wadami serca. Ze względu na efekt założycielski zespół Ellis-van Creveld jest znacznie bardziej rozpowszechniony wśród Amiszów.

Efekt założycielski u zwierząt i roślin

Chociaż przemieszczanie się populacji ludzkich może dostarczyć przykładów efektu założycielskiego, efekt ten nie ogranicza się do ludzi. Może występować również u zwierząt lub roślin, gdy małe populacje odrywają się od większych.

Efekt założyciela może mieć głęboki wpływ na małe populacje ze względu na dryf genetyczny. Wpływ może utrzymywać się, gdy populacja pozostaje odizolowana, tak że zmienność genetyczna jest minimalna. Choroby dziedziczne, takie jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki i zespół Ellisa-van Crevelda, są przykładami konsekwencji efektu założyciela.

Źródła

• Dryf genetyczny i efekt założycielski. PBS , Public Broadcasting Service, www.pbs.org/wgbh/evolution/library/06/3/l_063_03.html.
• Reece, Jane B. i Neil A. Campbell. Biologia Campbella . Benjamin Cummings, 2011.