Geneettinen ajautuminen: mikä se on ja miten se vaikuttaa biologiseen evoluutioon?

Biologinen evoluutio, joka on suunniteltu joukoksi muutoksia perinnöllisissä ominaisuuksissa vuonna 2007 elävät olennot sukupolvien ajan, on itse elämän ja sopeutumisen moottori ympäristöissä.

Elävien olentojen populaation vaihtelun antaa joukko mutaatioita DNA: ssa, jotka tapahtuvat satunnaisesti, toisin sanoen se ei reagoi tietoiseen mekanismiin. Silti näiden mutaatioiden valintaprosessit voivat olla satunnaisia, tai päinvastoin, niillä voi olla täysin perusteltu selitys.

Siten evoluutio on voima, jota ylläpitävät satunnaiset mutaatiot, geneettinen rekombinaatio aikana seksuaalinen lisääntyminen ja geenivirta (uusien jäsenten pääsy populaatioon) monien muiden tekijöiden ohella. Yksi näistä erittäin tärkeistä tekijöistä, joka usein välttää yleistä ymmärrystä, on termi, joka koskee meitä tässä: geneettinen taipumus. Tässä selitämme kaiken tästä kiehtovasta prosessista.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Biologisen evoluution teoria"

Mikä on geneettinen ajautuminen?

Ensinnäkin voimme määritellä tämän monimutkaisen termin "evoluutiovoimaksi, joka toimii luonnollisen valinnan yhteydessä muuttamalla lajien alleelitaajuuksia ajan myötä". Esipuheena on huomattava, että

se on stokastinen prosessi, toisin sanoen se tapahtuu sattumanvaraisuuden tai satunnaisten korreloimattomien vaikutusten vuoksi.

Tämän alkuperäisen ominaisuuden lisäksi toinen termeistä, jotka määrittelevät geneettisen driftin, on menetys, koska tämä valintavoima edistää alleelien vaihtelua populaatiossa, korjaa joitain ja edistää niiden häviämistä toiset. Näemme sen tarkemmin seuraavilla riveillä.

Tietoja alleeleista ja populaatiosta

Geneettisten termien yksinkertaistaminen, voimme vahvistaa, että alleeli on kukin niistä muunnelmista, joita sama geeni voi esittää. Klassinen esimerkki tästä on herneen siemenet, joita Mendel käyttää selittämään geneettistä erottelua sukupolvien välillä. Hallitseva "A" alleeli voi koodata vihreää siemenväriä, kun taas resessiivinen "a" alleeli koodaa keltaista väriä.

Koska suurin osa eläimistä on diploidisia olentoja (joiden ytimessä on kaksi homologisten kromosomien sarjaa), molemmat koodaavista alleeleista hahmo tulee vastaavasti isästä ja äidistä, minkä vuoksi mahdolliset vaihtelut tässä tapauksessa olisivat seuraavat: AA, Aa ja aa. Siten, jos ymmärrämme, että yksilö perii kaksi alleelia kullekin geenille, tulee hänen fenotyyppi (ulkoiset ominaisuudet) suoraan koodaava genotyyppinsä (alleelien yhdistelmät genomissaan), joka periytyy yhdistelmänä Hänen vanhempansa.

Toiseksi termiä "populaatio" on tutkittava vähän biologian alalla, koska geneettinen ajelehtiminen vaikuttaa populaatioihin eikä itse lajiin. Laji on "suljettu" käsite, koska se ei voi vaihtaa geenejä muiden erilaisten entiteettien kanssa. Toisaalta populaatio suunnitellaan "avoimeksi" osastoksi, koska muiden jäsenten erilaiset jäsenet voivat tulla sisään. populaatioista, mutta samasta lajista ja lisääntyvät keskenään, tapahtuma, jolla on ratkaiseva merkitys linjoilla myöhemmin. Kun olemme vahvistaneet molemmat termit yleisellä tavalla, olemme valmiita ymmärtämään geneettisen ajautumisen perustan.

• Saatat olla kiinnostunut: "Lajittelu: mikä se on ja miten se kehittyy biologisessa evoluutiossa"

Driftin teoreettinen perusta

On aika pitää kiinni istuimesta, koska käyrät ja termit ovat hieman monimutkaisia ​​selittää. Geneettinen taipumus määritetään alleelisen taajuuden varianssilla, eli merkkien vaihtelulla keskiarvon suhteen. Siten voimme laskea tämän evoluutiovoiman seuraavalla kaavalla:

• sp2 vastaa populaatioiden alleelitaajuuksien varianssia, toisin sanoen itse geneettistä kulkeutumista.
• p ja q ovat merkin kahden populaation alleelitaajuudet.
• N on yksilöiden määrä kummassakin populaatiossa.

Tietenkin jokainen näistä parametreista saadaan monimutkaisilla kaavoilla, joten emme aio keskittyä enemmän tämän evoluutiovoiman matemaattiseen perustaan. Jos idean on oltava selkeä lukemalla nämä rivit, se on seuraava: mitä pienempi populaatiokoko, sitä enemmän geneettistä ajautumista on sen jäseniin nähden.

Todellinen populaatiokoko

Olemme lisänneet edellisessä kappaleessa avaintermin: väestön koko. Totuus on, että kun otetaan huomioon geneettisen ajautumisen suuruus, tutkijoiden ei tarvitse vain laskea väestön yksilöitä. Näissä tapauksissa siinä lisääntyvien eläinten lukumäärä on määritettävä luotettavasti.

Sammakkoeläinten demografiset tutkimukset ovat hyvin selkeä esimerkki kokonaisväestön ja todellisen väestökoon välisestä erosta. Esimerkiksi yhteinen rupikonnapopulaatio voi koostua 120 jäsenestä. Jos turvautumme geneettiseen analyysiin, voimme havaita, että vain noin 40 aikuista lisääntyy vuosittain, jolloin jäljelle jää enintään jälkeläisiä. Täten todellinen populaatiokoko (Ne), joka kärsii ajautumisen vaikutuksista, olisi 40, ei 120.

Geneettisen ajautumisen vaikutukset

Geneettisellä ajelulla on useita vaikutuksia elävien olentojen populaatioihin, mutta voimme jakaa ne kahteen suureen lohkoon:

• Muuttaa alleelitaajuuksia populaatiossa. Tämä voi tarkoittaa, että nämä lisääntyvät tai vähenevät, koska kyse on puhtaasta sattumasta.
• Vähentää pitkäaikaista geneettistä vaihtelua populaatioissa.

Tämä viimeinen kohta on erittäin tärkeä, koska geneettinen ajautuminen vähentää vaihtelua, mikä lopulta johtaa väestön suurempaan haavoittuvuuteen ympäristömuutoksille. Otetaan käytännön esimerkki.

Jos fiktiivisessä populaatiossa on 10 lintua, 8 punaista ja 2 keltaista, on luonnollista ajatella, että se on sattumalta todennäköisempää kuin seuraavan sukupolven punaiset jäsenet näyttävät olevan enemmän edustettuina (koska jos näistä 10 vain 3 toistetaan, on mahdollista, että kaikki 3 ovat värillisiä Punainen). Ensimmäisessä sukupolvessa punaisen merkin "p" alleelitaajuus olisi 0,8, kun taas keltaisen merkin "q" taajuus olisi 0,2.

Jos vain 3 punaisen urosta ja naista lisääntyy tapahtumassa, alleeli q voi teoriassa kadota seuraava sukupolvi, joten p = 1 ja q = 0, kaikki jälkeläiset ovat punaisia ​​(merkki p olisi ollut aseta). Tämä on geneettisen ajautumisen todellinen vaikutus, joka sattumalta se tuottaa populaation eniten hajautettuja merkkejä ja hylkää ainutlaatuisimmat.

Populaatioiden pelastus

Onneksi meillä on voima, joka välttää suurelta osin tämän satunnaisen valinnan: luonnollinen valinta. Tässä tapauksessa, kohtaamme evoluutiomoottorin, joka ei vastaa lainkaan satunnaisia ​​ja stokastisia prosesseja, koska kunkin yksilön ominaisuudet voivat määrittää heidän eloonjäämisen, lisääntymisen ja siitä johtuvan edustuksen tulevilla sukupolvilla.

On myös huomattava, että edellä mainittu esimerkki on melko ontuva johtuen itse asettamasta redukcionismista, koska selvästi monia morfologisia merkkejä koodaa useampi kuin yksi geeni (kuten silmien väri) esimerkki). Lisäksi 1000 yksilön eikä 10: n väestössä on selvää, että alleelin katoaminen on paljon monimutkaisempaa kuin sen "poistaminen" yhdessä sukupolvessa.

Toisaalta, geenivirta on toinen keskeinen käsite, joka välttää geneettisen ajautumisen vaikutukset. Alleeli voidaan kiinnittää populaatioon ajan myötä, mutta jos uusia jäseniä esiintyy erilaisilla alleeleilla ja lisääntymään alkuperäisen populaation yksilöiden kanssa, uusi geneettinen vaihtelu otetaan käyttöön seuraavassa sukupolvien ajan.

Lopuksi on tarpeen rajoittaa sitä mutaatioita esiintyy satunnaisesti elävissä olennoissa. Täten uusia alleeleja koodaavassa DNA: ssa voi esiintyä vaihteluita, minkä vuoksi (at vähemmän teoreettisesti) suljetussa populaatiossa uusia merkkejä saattaa edelleen esiintyä a satunnaisesti.

Jatkaa

Kuten olemme nähneet, geneettinen ajautuminen se on elävien olentojen tärkein evoluutio moottori luonnollisen valinnan ohella, mutta se eroaa jälkimmäisestä sattumanvaraisen ja satunnaisen luonteensa vuoksi. Puhtaasti teoreettisesta näkökulmasta, jos ei olisi tapahtumia, kuten geenivirta, mutaatioiden esiintyminen tai Luonnollinen valinta, kaikilla populaatioilla olisi yksi alleeli kullekin geenille, vaikka se vie monta sukupolvien ajan.

Tämä johtaa luonnollisesti vähemmän geneettiseen vaihtelevuuteen, mikä tarkoittaa huonompaa reaktiota väestö- ja yksilötasolla muutoksiin ja ympäristön epäluotettavuuteen. Siten elämä itse torjuu geneettisen ajautumisen, koska sillä on tietysti selkeä vahingollinen luonne.

Bibliografiset viitteet:

• Genetic Drift, khanacademy.org. Nouto 23. lokakuuta klo 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% 20muut% 20alelos.
• Eguiarte, L., Aguirre-Planter, E., Scheinvar, E., González, A., & Souza, V. (2010). Geenivirta, erilaistuminen ja populaatioiden geneettinen rakenne, esimerkkejä Meksikon kasvilajeista. Molekyylisen ja kokeellisen evoluution laboratorio, Evoluutioekologian laitos, Ekologian instituutti, Meksikon kansallinen autonominen yliopisto, 1-30.
• Futuyma, D. J. (1992). Evoluutiobiologia (Voi. 2). 2. toim. Ribeirão Preto: SBG.