Gründereffekt: Was ist das und wie beeinflusst er die biologische Evolution

Ab dem Datum der Veröffentlichung von "The Origin of Species" des berühmten Charles Darwin in 1859 begreifen die Menschen Lebewesen nicht mehr als unbewegliche und statische Einheiten in ihrer Geschichte evolutionär. Nach der Postulation der Theorie der natürlichen Auslese unterliegen Lebewesen im Laufe des Lebens zufälligen Mutationen Generationen, und einige Charaktere sind aufgrund ihrer Nützlichkeit fixiert, während andere diskriminiert werden und mit der Wetter.

Zum Beispiel kann ein Individuum einer bestimmten bankfarbenen Mottenart eine Mutation in erfahren ein melaninproduzierendes Gen während seiner Entwicklung und präsentieren daher ein vollständig gefärbtes schwarz. Wenn diese Eigenschaft vererbbar ist und dem Exemplar hilft, länger in der Rinde von Bäumen versteckt zu bleiben, wird es sich öfter reproduzieren, da seine biologische Eignung zugenommen hat. Daher wird sich dieses Merkmal in der gesamten Population ausbreiten, da sich schwarze Motten mehr vermehren als weiße Motten. So einfach ist das.

Andererseits kann die schwarze Farbe der Motte die Aufmerksamkeit von Räubern leichter auf sich ziehen und das mutierte Individuum wird sofort nach der Geburt gejagt. In diesem Fall würde es direkt sterben und das schädliche Gen würde aus dem Genpool der Population verschwinden. Mit diesen Grundlagen tauchen wir ein in der Gründereffekt, oder was dasselbe ist, die Folgen, die sich aus der Existenz einer sehr kleinen Population einer Art in einem bestimmten Ökosystem ergeben.

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Die Grundlagen der genetischen Drift

Wie wir bereits sagten, postulierte Darwin in "The Origin of Species" die natürliche Selektion als evolutionären Motor der Populationen, Aber es ist interessant zu wissen, dass dies nicht der einzige Mechanismus in der Natur ist, der die Allelfrequenzen von Wesen variiert am Leben. Ebenfalls Wir haben genetische Drift, einen vollständig stochastischen Prozess, der eine Folge von Zufallsstichproben bei der Reproduktion ist und im Allgemeinen dazu neigt, die genetische Vielfalt zu reduzieren Organismen (Homozygotie). Betrachten wir das oben genannte Beispiel aus einer anderen Perspektive.

Nehmen wir an, wir haben eine Mini-Population von 5 Motten, 4 weißen und einer schwarzen. Es stellt sich heraus, dass die Farbe Schwarz für die Art wirklich vorteilhaft ist, da sie eine hervorragende Mimikry in der Baumrinde, aber leider stirbt das mutierte schwarze Exemplar, wenn es mit dem Glas von a. kollidiert Wagen. Seine Farbe hat nichts mit seinem Tod zu tun und ist trotz seines wohltuenden Charakters vollständig aus der Bevölkerung verschwunden.

Aufgrund dieses "Stichprobenfehlers" können manchmal vollständig lebensfähige Allele für eine bestimmte Population verschwinden, ohne auf logische Gründe oder die Mechanismen der natürlichen Selektion zu achten. Auf jeden Fall sollte beachtet werden, dass genetische Drift wirkt in kleinen Populationen viel stärker: Wenn wir 5.000 Motten in der genannten Population hätten und 1.000 davon schwarz wären, dann ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle Schwarzen zufällig verschwinden würden, viel geringer.

Bei der Erklärung der genetischen Drift spielen viele weitere Konzepte eine wesentliche Rolle. Einige davon sind Allelfrequenzen, effektive Populationsgröße, potenzielle Engpässe usw. In jedem Fall konzentrieren wir uns in den weiteren Zeilen auf eine der bekanntesten Ursachen genetischer Drift in der Welt der Zoologie: den Gründereffekt.

Was ist der Gründereffekt?

Der Gründereffekt ist neben den Ressourcenbeschränkungen in einer bestimmten Umgebung und dem evolutionären Engpass eine der deutlichsten Ursachen für genetische Driftmechanismen. In diesem speziellen Fall sprechen wir von der Verlust von genetischer Information, wenn ein kleiner Teil einer großen Population auf einem anderen Terrain davon unabhängig wird.

Suchen wir ein neues Beispiel, denn die Farbe der Motten gibt nicht mehr her. Angenommen, wir haben eine Population von 200 Vögeln, die jedes Jahr eine transatlantische Wanderung von Kontinent zu Kontinent unternehmen, um sich fortzupflanzen. Aus irgendeinem Grund werden auf einer dieser anspruchsvollen Reisen 10 dieser Vögel von der Herde getrennt zunächst auf der Suche nach neuen Territorien und flüchten erschöpft auf eine kleine Insel inmitten der nichts.

Wenn diese Insel über die notwendigen Ressourcen verfügt und es einen deutlichen Mangel an Raubtieren gibt, können sich diese 10 Vögel auf dem Inselland niederlassen und entscheiden, nicht zu wandern. Somit wurde eine neue Population von 10 Exemplaren aus einer anderen, die aus 200 bestand, etabliert. Die Selektionsstichproben waren vollständig zufällig und daher kann die Allelfrequenz der neuen Individuen sehr unterschiedlich sein von der, die in der allgemeinen Bevölkerung erwartet wird.

Zum Beispiel kann 1 von 100 Vögeln einen größeren Schnabel haben als der Rest und 1 von 50 ist grün statt gelb. Wenn sich herausstellt, dass aufgrund von Zufälligkeit 3 ​​dieser Gründungsvögel diese Merkmale in a. aufweisen Gesamtpopulation von 10, ist es mehr als möglich, dass diese Allele in zukünftigen Generationen fixiert werden, obwohl sie nicht vorhanden sind "die Regel". So dass, Der Gründereffekt kann dazu führen, dass Merkmale in einer Art fixiert werden, die bei einer größeren Population dies niemals tun würde.

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Die Auswirkungen des Gründereffekts

Wie Sie sich vorstellen können, kann je nach den Eigenschaften der "Gründer" im Laufe der Zeit eine tiefe Kluft zwischen den Mitgliedern der ursprünglichen und der neuen Bevölkerung entstehen. Viel interessanter wird die Sache, wenn man bedenkt, dass zusätzlich Die natürliche Selektion wird wahrscheinlich auch auf die Allele der Gründer anders wirken als auf die, die in der großen Population vorhanden sind.

Wenn wir mit dem vorherigen Beispiel fortfahren, wird klar, dass 10 Exemplare in einer exotischen Umgebung nichts mit dem Leben in einer Gruppe von 200 in einem kontinentalen Gelände zu tun haben. Daher können die ausgewählten atypischen Merkmale (großer Schnabel und grüne Farbe) für diejenigen, die sie tragen, langfristig von Vorteil sein. Zum Beispiel fällt uns ein, dass ein grüner Farbton den Vogel auf den Wipfeln von Palmen nachahmen könnte, und ein großer Schnabel wäre sehr nützlich, um die Kokosnüsse zu zerbrechen und an Nahrung zu gelangen.

Somit ist es zusätzlich zu dem "Stichprobenfehler" der Selektion selbst möglich, dass die Selektion aufgrund der neuen Belastungen der Umwelt im Laufe der Zeit atypische Genotypen (und Phänotypen) begünstigt. Somit wären die Nachkommen der Gründer grüner und grüner und hätten statistisch gesehen den höchsten Peak, bis sie einen Punkt maximaler Anpassung an die Erschließung ihrer neuen Nische erreicht hätten. Erinnere dich daran Evolution erschafft keine perfekten Wesen, denn umgangssprachlich und sündigen Reduktionisten sagten: "Du tust was du kannst mit dem was du hast".

In diesem konkreten und perfekten Szenario war zu erwarten, dass die Inselkolonisatoren im Laufe der Jahrhunderte zu einer Unterart und später zu einer eigenen Art werden würden. Wenn ein Mitglied der Inselbevölkerung sich nicht mit einem anderen des Originals reproduzieren kann (entweder nach Anatomie, Verhalten, prägotische Barrieren und mehr) kann man sagen, dass beide Exemplare letztlich zu einem verschiedene Arten. Dies ist ein klares Beispiel dafür, wie der Gründereffekt eine Artbildung in einer Inselumgebung auslösen kann.

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Fortsetzen

Wir haben Ihnen eine idyllische Umgebung präsentiert, damit Sie den Gründereffekt verstehen, aber leider funktioniert die Natur normalerweise nicht so. Eine der großen Schwächen kleiner Populationen besteht darin, dass sie zu Homozygotie und Inzucht neigen das heißt, dass die genetische Variabilität über die Generationen hinweg aufgrund des Mangels an reproduktiven Individuen verloren geht familiär. Daher ist es am wahrscheinlichsten, dass eine Population von 10 Individuen nie beginnen wird und wenn dies der Fall ist, werden die Nachkommen 3-4 Generationen später nicht lebensfähig sein.

Es ist auch möglich, dass ein Charakter, der zuvor die evolutionäre Lebensfähigkeit erhöht hat, aus irgendeinem Grund mit der Zeit aufhört, dies zu tun.

Gibt es keine genetische Vielfalt (wenn immer dieselben Allele fixiert sind), sind alle Individuen einer kleinen Population mehr oder weniger gleich auf Umweltveränderungen vorbereitet, also das Aussterberisiko wird erheblich vervielfacht. Der Gründereffekt kann die Artbildung begünstigen, aber auch das völlige Verschwinden einer Population aufgrund fehlender genetischer Vielfalt.

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