Geneetiline triiv: mis see on ja kuidas see mõjutab bioloogilist evolutsiooni?

Bioloogiline evolutsioon, mis on mõeldud pärilike omaduste muutuste kogumina aastal elusolendid põlvkondade vältel, on elu ise ja uuega kohanemise mootor keskkondades.

Elusolendite populatsiooni varieerumine on tingitud DNA mutatsioonide seeriast, mis juhtuvad juhuslikult, see tähendab, et see ei reageeri teadlikule mehhanismile. Isegi nii võivad nende mutatsioonide valimisprotsessid olla juhuslikud või vastupidi, neil on täiesti põhjendatud seletus.

Seega on evolutsioon jõud, mida säilitavad juhuslikud mutatsioonid, geneetiline rekombinatsioon ajal suguline paljunemine ja geenivoog (uute liikmete sisenemine populatsiooni), paljude muude tegurite hulgas. Üks neist ülitähtsatest teguritest, mis sageli jääb üldisest arusaamast kõrvale, on see termin, mis meid siin puudutab: geneetiline triiv. Siit selgitame kõike selle põneva protsessi kohta.

• Seotud artikkel: "Bioloogilise evolutsiooni teooria"

Mis on geneetiline triiv?

Esiteks võime selle keerulise mõiste määratleda kui "evolutsioonilise jõu, mis toimib koos loodusliku valikuga, muutes aja jooksul liikide alleelisagedusi". Eessõnana tuleb märkida, et

see on stohhastiline protsess, see tähendab, et see juhtub juhuse või juhuslike korreleerimata mõjude tõttu.

Lisaks sellele algsele omadusele on veel üks geneetilist triivi määratlevatest terminitest kaotus, kuna see selektsioonijõud soodustab alleelide varieerumist populatsioonis, fikseerides mõned ja soodustades nende kadumist teised. Näeme seda üksikasjalikumalt järgmistel ridadel.

Alleelide ja populatsiooni kohta

Geneetiliste terminite lihtsustamine, võime kinnitada, et alleel on kõik variatsioonid, mida sama geen võib esitada. Klassikaline näide on herneseemned, mida Mendel kasutab põlvkondade vahelise geneetilise segregatsiooni selgitamiseks. Domineeriv "A" alleel võib kodeerida rohelist seemnevärvi, retsessiivne "a" alleel aga kollast värvi.

Kuna enamik loomi on diploidsed olendid (nende tuumas on kaks homoloogiliste kromosoomide komplekti), on mõlemad kodeerivad alleelid tähemärki pärinevad vastavalt isalt ja emalt, mistõttu oleksid sel juhul võimalikud variatsioonid järgmised: AA, Aa ja aa. Seega, kui saame aru, et indiviid pärib iga geeni kohta kaks alleeli, saabub tema fenotüüp (välised tunnused) kodeeritakse otseselt nende genotüübiga (alleelikombinatsioonid nende genoomis), mis on päritud nende Tema vanemad.

Teiseks tuleb bioloogia vallas natuke uurida terminit "populatsioon", kuna geneetiline triiv toimib populatsioonidele, mitte liigile endale. Liik on "kinnine" mõiste, kuna see ei saa geene vahetada teiste erinevate üksustega. Teiselt poolt mõeldakse elanikkonda „avatud” sektsioonina, kuna teiste liikmete erinevad liikmed võivad sinna siseneda. populatsioonidest, kuid samast liigist ja paljunevad nende seas, sündmus, mis on liinidel ülioluline hiljem. Kui oleme mõlemad terminid üldisel viisil paika pannud, oleme valmis mõistma geneetilise triivi alust.

• Teile võivad huvi pakkuda: "Spetsifikatsioon: mis see on ja kuidas see areneb bioloogilises evolutsioonis"

Triivi teoreetiline alus

On aeg istmest kinni hoida, sest kõverad ja terminid on selgitamiseks veidi keerukad. Geneetiline triiv määratakse alleelsageduse dispersiooniga, see tähendab märkide varieeruvusega keskmise suhtes. Seega saame selle evolutsioonilise jõu arvutada järgmise valemi abil:

• sp2 vastab populatsioonide alleelisageduste dispersioonile, see tähendab geneetilisele triivile endale.
• p ja q on märgi kahe populatsiooni alleelisagedused.
• N on isendite arv mõlemas populatsioonis.

Muidugi saadakse kõik need parameetrid keerukate valemite abil, nii et me ei hakka rohkem keskenduma selle evolutsioonilise jõu matemaatilisele alusele. Kui mõte peab pärast nende ridade lugemist selge olema, on see järgmine: mida väiksem on populatsiooni suurus, seda suurem on geneetiline triiv selle liikmete üle.

Tegelik populatsiooni suurus

Oleme eelmises lõigus kasutusele võtnud põhimõiste: populatsiooni suurus. Tõde on see, et geneetilise triivi ulatuse arvestamisel ei tasu teadlasi arvestada ainult populatsiooni isendeid. Nendel juhtudel selles paljunevate loomade arv tuleb usaldusväärselt kvantifitseerida.

Väga selge näide kogu elanikkonna ja tegeliku elanikkonna suuruse erinevusest on kahepaiksete demograafilised uuringud. Näiteks võib tavaline kärnkonnapopulatsioon koosneda 120 liikmest. Kui kasutame geneetilist analüüsi, võime täheldada, et kindlasti paljuneb aastas ainult umbes 40 täiskasvanut, jättes maksimaalselt järglasi. Seega oleks tegelik populatsiooni suurus (Ne), mis kannataks triivi tagajärjel, 40, mitte 120.

Geneetilise triivi mõjud

Geneetilisel triivil on elusolendite populatsioonidele mitu mõju, kuid võime need jagada kahte suurde plokki:

• Toodab muutusi alleeli sagedustes populatsioonis. See võib tähendada, et need suurenevad või vähenevad, kuna tegemist on puhta juhusega.
• Vähendab populatsioonide pikaajalist geneetilist varieerumist.

See viimane punkt on äärmiselt oluline, kuna geneetiline triiv vähendab varieeruvust, mis lõppkokkuvõttes tähendab elanikkonna suuremat haavatavust keskkonnamuutuste suhtes. Võtame praktilise näite.

Kui meil on fiktiivne populatsioon, kus on 10 lindu, 8 punast ja 2 kollast, on loomulik arvata, et puht juhuslikult on see tõenäolisem kui mujal järgmise põlvkonna punased liikmed on rohkem esindatud (kuna kui neist 10-st reprodutseeritakse ainult 3, on võimalus, et kõik 3 on värvilised Punane). Esimeses põlvkonnas oleks punase märgi "p" alleelsagedus 0,8, samas kui kollase märgi "q" sagedus oleks 0,2.

Kui sündmuses paljuneb vaid 3 punast värvi isast ja naist, võib teoreetiliselt alleel q sisse kaduda järgmine põlvkond, seega p = 1 ja q = 0, kõik järeltulijad on punased (märk p oleks olnud komplekt). See on geneetilise triivi tegelik mõju, mis juhuslikult fikseerib see populatsiooni kõige levinumad tegelased ja viskab lõpuks välja ainulaadsemad.

Populatsioonide päästmine

Õnneks on meil jõud, mis seda juhuslikku valikut suuresti väldib: looduslik valik. Sel juhul, seisame silmitsi evolutsioonilise mootoriga, mis ei vasta üldse juhuslikele ja stohhastilistele protsessidele, kuna iga indiviidi omadused võivad määrata nende ellujäämise, paljunemise ja sellest tuleneva esindatuse järgmistes põlvkondades.

Samuti tuleb märkida, et ülaltoodud näide on üsna lonkamine isekehtestatud reduktsionismi tõttu, kuna selgelt kodeerib paljusid morfoloogilisi märke rohkem kui üks geen (näiteks silmade värv) näide). Pealegi on 1000 isendi ja mitte kümne inimese populatsioonis selge, et alleeli kadumine on palju keerulisem kui selle "kustutamine" ühe põlvkonna jooksul.

Teiselt poolt, geenivoog on veel üks põhimõiste, mis väldib geneetilise triivi mõjusid. Aleeli võiks populatsioonis aja jooksul fikseerida, kuid kui uued liikmed ilmuvad erinevate alleelidega ja paljuneda koos esialgse populatsiooni üksikisikutega, tutvustatakse järgmist geneetilist varieeruvust põlvkondi.

Lõpuks on vaja seda piirata mutatsioonid tekivad elusolendites juhuslikult. Seega võib uusi alleele kodeerivas DNA-s tekkida variatsioone, mistõttu (at vähem teoreetiliselt) kinnises populatsioonis võivad uued tähemärgid ilmuda ka a juhuslik.

Jätka

Nagu nägime, geneetiline triiv see on elusolendite peamine evolutsiooniline mootor koos loodusliku valikuga, kuid viimasest erineb see juhusliku ja juhusliku olemuse tõttu. Puhtalt teoreetilisest vaatenurgast, kui ei oleks olnud selliseid sündmusi nagu geenivoog, mutatsioonide ilmnemine või loodusliku valiku korral oleks kõigil populatsioonidel lõpuks iga geeni jaoks üks alleel, isegi kui selleks kuluks palju põlvkondi.

See tähendab loomulikult vähem geneetilist varieeruvust, mis tähendab elanikkonna ja indiviidi tasandil halvemat reageerimist muutustele ja keskkonna ebakindlusele. Seega võtab geneetiline triiv vastu elu ise, sest loomulikult on sellel selge kahjulik iseloom.

Bibliograafilised viited:

• Geneetiline triiv, khanacademy.org. Vastu tulid 23. oktoobril kell https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/population-genetics/a/genetic-drift-founder-bottleneck#:~:text=La%20deriva%20g%C3%A9nica%20sucede%20en, 0% 25% 20% 2C% 20de% 20 muud% 20alelos.
• Eguiarte, L., Aguirre-Planter, E., Scheinvar, E., González, A. ja Souza, V. (2010). Geenivoog, populatsioonide diferentseerumine ja geneetiline struktuur koos näidetega Mehhiko taimeliikidest. Mehhiko Riikliku Autonoomse Ülikooli ökoloogiainstituudi evolutsioonilise ökoloogia osakonna molekulaarse ja eksperimentaalse evolutsiooni labor, 1. – 30.
• Futuyma, D. J. (1992). Evolutsiooniline bioloogia (kd. 2). 2. toim. Ribeirão Preto: SBG.