عنق الزجاجة التطوري: ما هو وكيف يؤثر على الأنواع

عندما نفكر في تطور الكائنات الحية ، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن هو الانتقاء الطبيعي ، هذا الافتراض الشهير الذي قدمه تشارلز داروين في عمله الخالد اليوم: أصل محيط. على الرغم من حقيقة أنه قد تم إعادة صياغته في عدة مناسبات وتم الحصول على معرفة جديدة بشأن الموضوع ، فإن هذه الظاهرة التطورية لا جدال فيها.

يتعامل الانتقاء الطبيعي مع سلسلة من الفرضيات البسيطة للغاية: يتحور جينوم الكائنات الحية ، ويعاد اتحاده (في حالة التكاثر الجنسي) ويمكن للكروموسومات تغيير الشكل و / أو العدد. نظرًا لأن الجينات ليست ضيقة عبر الأجيال ، تظهر أحيانًا سمات جديدة تفضل الأفراد الذين يحملونها. في أوقات أخرى ، تكون الطفرات صامتة أو ضارة ، لذلك لا ينظرون إلى الأنواع.

لنفترض ، على سبيل المثال ، أن طفرة في جين معين تسبب للطائر أن يكون له ريش ذيل أطول قليلاً. إذا كانت هذه السمة تجتذب الإناث ، فإن الذكر طويل الذيل سوف يتكاثر أكثر من باقي أفراد جنسه. إذا كانت هذه السمة قابلة للتوريث ، فستظهر المزيد والمزيد من العينات ذات الذيل الطويل ، حيث سيكون لديهم عدد أكبر من النسل في المتوسط. في النهاية ، سينتهي الأمر بهذه الشخصية المفيدة إلى أن تكون ثابتة على الأنواع.

هذا مثال واضح على الانتقاء الطبيعي للطبيعة الجنسية ، لأن اختيار الإناث هو الذي يشفر العملية. على أي حال ، ما لا يعرفه الجميع هو أنه في الطبيعة "ليس لكل شيء سبب". ستعرف ما نعنيه إذا واصلت القراءة ، لأننا سنخبرك ما هو الانحراف الجيني ونوعًا مذهلاً بشكل خاص منه: عنق الزجاجة التطوري.

• مقالات لها صلة: "نظرية التطور البيولوجي: ما هي وماذا تفسر"

ما هو الانجراف الجيني؟

الآليات التطورية ليست مثالية ، بقدر ما تبدو عند دراسة تكيفات حيوانية معينة في فصول علم الأحياء. يعمل الانتقاء الطبيعي كقوة لا إرادية وغير واعية ، لكن الكائنات الحية "تفعل ما في وسعها بما لديها". بالتأكيد ستكون بعض السمات مثالية لحيوان في بيئة معينة ، ولكن قد تكون هذه الطفرة من المستحيل في النوع أو أن جسم الحيوان ، ببساطة ، غير مصمم لاستغلال مكانة معينة حجر النرد.

بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الانتقاء الطبيعي ليس الآلية التطورية الوحيدة في الكائنات الحية. هناك أيضًا انحراف جيني ، وهو تأثير عشوائي (غير حتمي) يسبب تباين الجينات عبر الأجيال العشوائية ، بسبب خطأ في أخذ العينات.

مثال عملي

لنأخذ مثالا. يوجد في المجموعة القزمة 7 خنافس حمراء و 3 خنافس خضراء. اتضح أن اللون الأخضر يمتزج بشكل أفضل مع البيئة ، وبالتالي يقلل من فرص كونه سابقًا ويمكن أن يتكاثر بسهولة أكثر من اللون الأحمر. ليس هناك شك في أن اللافقاريات الخضراء ، في هذه الحالة ، "أكثر ملاءمة على المستوى التطوري".

لسوء الحظ ، قبل أن تتمكن هذه العينات الثلاثة من التزاوج ، تخطو بقرة على الأرض وتسحقها. لم تختر الثدييات بوعي إنهاء حياة الخنافس ، لأنها لم تحاول افتراسها ولم تتفاعل معها بأي شكل من الأشكال. كانت سمة هذه الغمدية إيجابية بلا شك ، ولكن بالصدفة اختفت الجينات المفيدة.

لهذا السبب، يميل الانجراف الجيني إلى تقليل التنوع الجيني: إذا تم المشي على ثلاث خنافس حمراء (السمة الأكثر شيوعًا) ، فلا يزال هناك 4 خنافس أخرى يمكنها التكاثر. بقدر ما سيكون اللون الأخضر مفيدًا للأنواع ، فقد كان من سوء الحظ أن الجين قد تم محوه من السكان بفعل قصصية تمامًا. هذه هي الطريقة التي يعمل بها الانجراف الجيني.

في هذا السيناريو ، من المفترض أن تكون فرص التعرض للدوس هي نفسها بالنسبة للخنافس الخضراء والحمراء. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فلن يكون أخذ العينات عشوائيًا.

عنق الزجاجة التطوري في الانجراف الجيني

للحظة ، تخيل أنه في المثال أعلاه ، يوجد 10000 خنفساء و 7000 حمراء و 3000 خضراء: في هذا في هذه الحالة ، بغض النظر عن مقدار سحق البقرة لثلاث عينات من لون معين ، فإن الجينات الخضراء ستستمر في البقاء لفترة طويلة مصطلح. مع هذه الفرضية ، من المفهوم أن الانجراف الجيني يؤثر على مجموعات صغيرة أكثر من ذلك بكثير.

وفي الوقت نفسه ، فإن عنق الزجاجة التطوري حدث يحدث فيه انخفاض مفاجئ في عدد السكان بسبب حدث بيئي ، مثل الزلزال أو المجاعة أو المرض أو ، للأسف ، الأنشطة البشرية. إذا كان هناك فيضان في مجموعتنا البالغ عددهم 10000 خنفساء متعددة الألوان ، لم يترك سوى 10 عينات على قيد الحياة ، ليس من الصعب تخيل كيف سيكون الانجراف الجيني قادرًا على التصرف بشكل أسهل بكثير في السكان الذين يتعرضون للضرب مستنفد.

من أجل فهم الآثار المترتبة على عنق الزجاجة التطوري ، يجب علينا تشريح سلسلة من المصطلحات الملموسة بقدر ما هي مثيرة. أذهب خلفها.

أقل عدد ممكن من السكان

في بيولوجيا الحفظ ، يكون الحد الأدنى من السكان القابلين للحياة (MVP) الحد الأدنى لعدد الأفراد في المجتمع الذين يمكنهم البقاء على قيد الحياة دون أن ينهار بمرور الوقت. على المستوى النظري ، قد يكون عدد السكان الذين لديهم عدد من الأفراد أكبر من MVP موجودًا على الرغم من الكوارث الطبيعية العادية ، ونقص الغذاء المتوقع أو آثار الانجراف الوراثي السابق وصفها.

لا يوجد حد أدنى محدد لعدد السكان القابل للحياة ، لأن نوعًا مثل الضفدع الشائع (Bufo spinosus) الذي يضع آلاف البيض ليس هو نفسه. سنويًا أكثر من الفيل (Loxodonta africana) ، وهو نوع تلد إناثه عجلًا واحدًا عند الولادة ولديها فترة حمل تبلغ 22 الشهور. اعتمادًا على وقت التطور والحمل ودورات الإنجاب والعديد من المعلمات الأخرى ، يمكن أن يكون MVP أعلى أو أقل بكثير.

بشكل عام ، ما يمكن تأسيسه عالميًا هو أن MVP الأمثل في أي نوع هو الذي يضمن ديمومة السكان من 95-99٪ في 1000 سنة ، مع إدراك أن الكوارث والأحداث الضارة يمكن أن تحدث خلال هذه الفترة مؤقت. كما يمكنك أن تتخيل ، إذا أدى الاختناق إلى وجود عدد أقل من MVP ، فسيتم هلاكه.

• قد تكون مهتمًا بـ: "ما هي الشفرة الجينية وكيف تعمل؟"

حجم السكان الفعال (ني)

معلمة أخرى مثيرة للاهتمام (ولكن يصعب فهمها) هي الحجم الفعال للسكان (ني). يتم تعريف هذا على أنه عدد الأفراد الذي يجب أن يكون لدى السكان المثاليين حتى تكون كمية معينة من الاهتمام هي نفسها في السكان المثاليين كما هو الحال في السكان الفعليين. بعبارة أكثر بساطة ، يساعد Ne علماء الوراثة على فهم العدد الفعلي للأفراد الذين يتكاثرون في مجموعة سكانية ما.

دعنا نعود إلى الخنافس مرة أخرى. في المجموعة الأولية المكونة من 10000 عينة ، لدينا العديد من الكائنات الحية ، لكن هذا لا يعني أن جميعهم ذهبوا للتكاثر كل عام ، ربما لأنهم يتنافسون مع بعضهم البعض أو لأن مساحة وضع البيض محدودة. لذلك ، حتى لو كان العدد الإجمالي للسكان هو 10000 (العدد: 10000) ، يمكن أن يكون الحجم الفعلي للسكان ، على سبيل المثال ، 300 فرد (ني: 300). هذا له العديد من الآثار على المستوى التطوري ، حيث أن هذه المعلمة هي التي تهمنا حقًا عند تحديد التأثيرات المحتملة لعنق الزجاجة.

قد يبدو هذا المثال بعيد المنال ، ولكن على سبيل المثال ، فإن الأحجام الفعالة الصغيرة شائعة جدًا في مجموعات البرمائيات البرية. يتنافس الذكور بشكل مكثف مع المتنافسين الآخرين للوصول إلى الإناث و ، من أجل لسوء الحظ ، هناك سنوات عديدة من الجفاف ولم يجدوا مصادر مائية كافية لإيداعها البيض. وهكذا ، حتى لو تم مسح 1000 بالغ في مجموعة سكانية معينة ، فقد يكون 100 فقط قد تكاثروا في تلك السنة (كوننا متفائلين للغاية).

سيرة ذاتية

باختصار ، لقد علمناك هنا ما هو الانجراف الجيني ، وما هو عنق الزجاجة وما الذي تعتمد عليه آثاره. إذا أدى حدث كارثي إلى نشوء عنق الزجاجة التطوري الذي يترك ، علاوة على ذلك ، مجموعة سكانية لنوع أقل من MVP يتميز بوجود ني منخفض ، يمكنك أن تتخيل حصيلة.

قد لا يتم ملاحظة آثار هذا الحدث في المقام الأول ، ولكن مع كل جيل من السكان المتأثرين ، سوف يتآكل تجمع الجينات و ، لذلك ، سينتهي الأمر بالمعاناة من زواج الأقارب والاختفاء بسبب الأمراض والطفرات ونقص التكيف والجدوى البيولوجية مستنفد.

مراجع ببليوغرافية

• بارباديلا ، أ. (2012). علم الوراثة السكانية. جامعة برشلونة المستقلة. على: http://biologia. uab. وفاق / divulgacio / genpob. html # العوامل ، تمت الرجوع إليه ، 27 (10) ، 2012.
• لوبيز ، س. F. (2001). تطور جينات التوافق النسيجي من الدرجة الأولى في الإشعاع من الحسون الأمريكي الجنوبي (l Southganos) (أطروحة الدكتوراه ، جامعة كومبلوتنسي بمدريد).
• روفي ، أ. (2014 ، أغسطس). الانجراف الجيني كقوة تطورية. في الاجتماع التاسع AFHIC / XXV مؤتمر نظرية المعرفة وتاريخ العلوم.
• سيوان ، سي. و. S. ، KAGEYAMA ، P. Y.، RIBEIRO، A.، MATIAS، R.، Reis، M. S. ، BAWA ، K. ، & SEBBENN ، A. م. (2005). آثار تجزئة الغابات على هجرة البذور والتركيب الجيني المؤقت لسكان Euterpe edulis Mart. Revista do Instituto Florestal ، 17 (1) ، 23-43.