Genetski pomak: što je to i kako utječe na biološku evoluciju?

Biološka evolucija, zamišljena kao skup promjena nasljednih karakteristika u živih bića kroz generacije, pokretač je samog života i prilagodbe na novo okruženja.

Varijacije unutar populacije živih bića nastale su zbog niza mutacija u DNK koje se događaju nasumično, odnosno ne reagira na svjestan mehanizam. Unatoč tome, postupci odabira za ove mutacije mogu biti slučajni, ili naprotiv, imaju potpuno utemeljeno objašnjenje.

Dakle, evolucija je sila koja se održava slučajnim mutacijama, genetskom rekombinacijom tijekom seksualna reprodukcija i protok gena (ulazak novih članova u populaciju), uz mnoge druge čimbenike. Jedan od ovih čimbenika od suštinske važnosti koji često izmiče općem razumijevanju je pojam koji nas se ovdje tiče: genetski pomak. Ovdje objašnjavamo sve o ovom fascinantnom procesu.

• Povezani članak: "Teorija biološke evolucije"

Što je genetski pomak?

Prvo, ovaj složeni pojam možemo definirati kao "evolucijsku silu koja djeluje zajedno s prirodnom selekcijom mijenjajući frekvencije alela vrsta tijekom vremena." Kao predgovor treba napomenuti da

to je stohastički proces, odnosno događa se uslijed slučajnih ili sporadičnih nekoreliranih učinaka.

Uz ovu početnu karakteristiku, još jedan od pojmova koji definiraju genetski pomak je i gubitak, budući da je to selekcijska sila promiče varijaciju alela u populaciji, popravljajući neke i promičući nestanak drugi. Detaljnije ćemo to vidjeti u sljedećim redovima.

O alelima i populaciji

Pojednostavljujući genetske pojmove, možemo potvrditi da je alel svaka od varijacija koje isti gen može predstaviti. Klasičan primjer toga su sjemenke graška koje je Mendel koristio za objašnjavanje genetske segregacije među generacijama. Dominantni "A" alel može kodirati zelenu boju sjemena, dok recesivni "A" alel kodira žutu boju.

Kako je većina životinja diploidna bića (koja u svojoj jezgri imaju dva kompleta homolognih kromosoma), svaki od dva kodirajuća alela lika dolazi od oca odnosno majke, zbog čega bi u ovom slučaju moguće varijacije bile sljedeće: AA, Aa i aa. Dakle, ako shvatimo da pojedinac nasljeđuje dva alela za svaki gen, doći će do njegovog fenotipa (vanjske karakteristike) izravno kodirani njihovim genotipom (alelne kombinacije u njihovom genomu), koji se nasljeđuje kao kombinacija Njegovi roditelji.

Drugo, pojam "stanovništvo" treba malo istražiti na području biologije, budući da genetski nanos djeluje na populacije, a ne na samu vrstu. Vrsta je "zatvoreni" koncept, jer ne može razmjenjivati ​​gene s drugim različitim entitetima. S druge strane, populacija je zamišljena kao „otvoreni“ odjeljak, jer mogu ući različiti članovi ostalih članova. populacije, ali iste vrste i razmnožavaju se među njima, događaj koji će biti od vitalne važnosti u linijama kasnije. Jednom kada uspostavimo oba pojma na općenit način, spremni smo razumjeti temelje genetskog zanosa.

• Možda će vas zanimati: "Specifikacija: što je to i kako se razvija u biološkoj evoluciji"

Teorijske osnove drifta

Vrijeme je da se držite sjedala, jer obline i pojmovi postaju malo složeni za objašnjenje. Genetski pomak određuje se varijansom alelne učestalosti, odnosno varijabilnošću znakova s ​​obzirom na srednju vrijednost. Dakle, ovu evolucijsku silu možemo izračunati pomoću sljedeće formule:

• sp2 odgovara varijansi frekvencija alela populacija, odnosno samom genetskom zanosu.
• p i q su frekvencije alela dviju populacija za lik.
• N je broj jedinki unutar svake od dvije populacije.

Naravno, svaki od ovih parametara dobiva se putem složenih formula, pa se nećemo više usredotočiti na matematički temelj ove evolucijske sile. Ako ideja mora biti jasna nakon čitanja ovih redaka, to je sljedeće: što je manja veličina populacije, to će više snage genetski zanos imati nad svojim članovima.

Efektivna veličina populacije

U prethodni smo odlomak uveli ključni pojam: veličina stanovništva. Istina je da, uzimajući u obzir veličinu genetskog zanosa, znanstvenici ne vrijede samo brojati pojedince u populaciji. U tim slučajevima broj životinja koje se u njemu reproduciraju mora biti pouzdano kvantificiran.

Vrlo jasan primjer razlike između ukupne populacije i efektivne veličine populacije su demografske studije vodozemaca. Primjerice, uobičajena populacija krastača može se sastojati od 120 članova. Ako pribjegnemo genetskoj analizi, možemo primijetiti da se zasigurno godišnje razmnožava samo oko 40 odraslih osoba, ostavljajući maksimalno potomstvo. Dakle, efektivna veličina populacije (Ne) koja bi trpjela posljedice zanošenja bila bi 40, a ne 120.

Učinci genetskog zanosa

Genetski pomak ima nekoliko učinaka na populacije živih bića, ali možemo ih podijeliti u dva velika bloka:

• Proizvodi promjenu frekvencija alela u populaciji. To može značiti da se oni povećavaju ili smanjuju, jer je riječ o čistoj prilici.
• Smanjuje dugotrajne genetske varijacije u populacijama.

Ova posljednja točka je od ključne važnosti, budući da genetski zanos smanjuje varijabilnost, što u konačnici rezultira većom ranjivošću stanovništva na promjene u okolišu. Uzmimo praktični primjer.

Ako imamo u fiktivnoj populaciji od 10 ptica, 8 crvenih i 2 žute, prirodno je misliti da je, sasvim slučajno, to vjerojatnije nego u sljedeće generacije crveni članovi izgledaju zastupljeniji (jer ako se od tih 10 reproduciraju samo 3, postoji mogućnost da su sva 3 obojena Crvena). U prvoj generaciji alelna frekvencija crvenog znaka "p" bila bi 0,8, dok bi žuta "q" imala 0,2.

Ako se u slučaju reproduciraju samo 3 muškarca i ženke crvene boje, teoretski bi alel q mogao nestati sljedeća generacija, pa je p = 1 i q = 0, svi su potomci crveni (znak p bi bio skup). To je stvarni učinak genetskog zanosa, koji slučajno stvara fiksaciju najrasprostranjenijih likova u populaciji i na kraju odbacuje najjedinstvene.

Spas stanovništva

Srećom, imamo silu koja u velikoj mjeri izbjegava taj slučajni odabir: prirodni odabir. U ovom slučaju, suočeni smo s evolucijskim motorom koji uopće ne odgovara slučajnim i stohastičkim procesima, budući da osobine svakog pojedinca mogu odrediti njihovo preživljavanje, razmnožavanje i posljedičnu zastupljenost u budućim generacijama.

Također treba napomenuti da je gore navedeni primjer prilično šepav zbog samonametnutog redukcionizma, budući da su očito mnogi morfološki znakovi kodirani s više od jednog gena (kao što je boja očiju, za primjer). Nadalje, u populaciji od 1000 jedinki, a ne 10, jasno je da je nestanak alela mnogo složeniji od njegovog "brisanja" u jednoj generaciji.

S druge strane, protok gena još je jedan ključni koncept koji izbjegava učinke genetskog zanosa. Alel bi se s vremenom mogao popraviti u populaciji, ali ako se pojave novi članovi s različitim alelima i reproduciraju s jedinkama početne populacije, obnovljena genetska varijabilnost uvodi se u slijedeće generacije.

Napokon, to je potrebno ograničiti mutacije se slučajno javljaju u živim bićima. Dakle, u DNA mogu nastati varijacije koje kodiraju nove alele, zbog čega (na manje teoretski) u zatvorenoj populaciji novi znakovi mogu se i dalje pojavljivati ​​u a sporadično.

Nastavi

Kao što smo vidjeli, genetski pomak to je glavni evolucijski motor živih bića zajedno s prirodnom selekcijom, ali razlikuje se od potonjeg zbog svoje slučajnosti i slučajnosti. S čisto teoretskog gledišta, ako nije bilo događaja poput protoka gena, pojave mutacija ili prirodnom selekcijom, sve bi populacije na kraju imale jedan alel za svaki gen, čak i ako bi ih trebalo mnogo generacije.

To se, naravno, dovodi do manje genetske varijabilnosti, što znači lošiji odgovor populacije i pojedinca na promjene i neprikladnost okoliša. Dakle, genetskom zanosu suprotstavlja se sam život, jer on, naravno, ima jasan štetan karakter.

Bibliografske reference:

• Genetski zanos, khanacademy.org. Podignuto 23. listopada u 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% 20ostalo% 20alelos.
• Eguiarte, L., Aguirre-Planter, E., Scheinvar, E., González, A. i Souza, V. (2010). Protok gena, diferencijacija i genetska struktura populacija, s primjerima u meksičkim biljnim vrstama. Laboratorij za molekularnu i eksperimentalnu evoluciju, Odjel za evolucijsku ekologiju, Institut za ekologiju, Nacionalno autonomno sveučilište u Meksiku, 1-30.
• Futuyma, D. J. (1992). Evolucijska biologija (sv. 2). 2. izd. Ribeirão Preto: SBG.