進化のボトルネック：それは何であり、それは種にどのように影響するか

生物の進化を考えるとき、最初に頭に浮かぶのは自然淘汰です。 今日の時代を超越した作品でチャールズダーウィンによって作られたその有名な仮定： 種。 それが何度か再定式化され、主題に関して新しい知識が得られたという事実にもかかわらず、この進化的現象は議論の余地がありません。

自然淘汰は、一連の非常に単純な前提を扱います。 生物のゲノムは変異し、再結合し（有性生殖の場合）、染色体は形や数を変えることができます. 遺伝子は世代を超えて緊密ではないため、遺伝子を持っている個人に有利な新しい形質が現れることがあります。 他の時には、突然変異は沈黙または有害であるため、彼らは種を見ません。

たとえば、特定の遺伝子の突然変異により、鳥の尾羽がわずかに長くなるとしましょう。 この形質が雌を引き付ける場合、尾の長い雄はその種の他の個体よりも多く繁殖します。 この形質が遺伝性である場合、平均してより多くの子孫を持つため、長い尾を持つ標本がますます出現します。 結局、この有益な性格は種に固定されることになります。

プロセスをコード化するのは女性の選択であるため、これは性的性質の自然淘汰の明確な例です。 とにかく、誰もが知っているわけではないのは、本質的に「すべてに理由があるわけではない」ということです。 遺伝的浮動とは何か、そしてそれの特に印象的な変種を教えてくれるので、読み続けると私たちが何を意味するのかがわかります。 進化のボトルネック.

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遺伝的浮動とは何ですか？

生物学の授業で特定の動物の適応を研究するときに見られるほど、進化のメカニズムは完全ではありません。 自然淘汰は無意識の無意識の力として機能しますが、生物は「自分が持っているものでできることをする」のです. 確かにいくつかの特性は特定の環境の動物にとって理想的ですが、それは突然変異である可能性があります 種では不可能であるか、または単に、動物の体がニッチを利用するように設計されていないこと サイコロ。

これに加えて、自然淘汰は生物の唯一の進化メカニズムではないことに注意する必要があります。 遺伝的浮動もあります。これは、サンプリングエラーのために、ランダムな世代を通じて遺伝子の変動を引き起こす確率的（非決定論的）効果です。

実用例

例を見てみましょう。 小人の個体群には、7匹の赤い甲虫と3匹の緑の甲虫がいます。 緑は環境とよりよく調和するため、捕食される可能性が低くなり、赤よりも簡単に再現できることがわかります。 この場合、緑の無脊椎動物が「進化のレベルでより適合している」ことは間違いありません。

残念ながら、これら3つの標本が交尾する前に、牛が地面に足を踏み入れて押しつぶします。 哺乳類は、カブトムシを捕食しようとせず、カブトムシと相互作用もしなかったため、意識的にカブトムシの寿命を終わらせることを選択していません。 これらの甲虫類の特徴は間違いなくポジティブでしたが、偶然にも有益な遺伝子が消えてしまいました。

そのため、 遺伝的浮動は遺伝的多様性を減少させる傾向があります：3つの赤い甲虫が踏まれた場合（最も一般的な特性）、再現できる別の4つがまだあります. 緑色が種にとって有益であるのと同じくらい、遺伝子が完全に逸話的な行為によって個体群から消去されたのは偶然の不幸でした。 これが遺伝的浮動のしくみです。

このシナリオでは、踏まれる可能性は緑と赤のカブトムシで同じであると想定されています。 そうでない場合、サンプリングはランダムではありません。

遺伝的浮動における進化のボトルネック

しばらくの間、上記の例では、個体数が10,000匹のカブトムシ、7,000匹の赤、3,000匹の緑であると想像してください。 この場合、牛が特定の色の3つの標本をどれだけ粉砕しても、緑色の遺伝子は長く残ります 期間。 この前提により、遺伝的浮動は小さな集団にはるかに大きな影響を与えることが理解されます。

一方、進化のボトルネックは 地震、飢饉、病気、または残念ながら人間の活動などの環境イベントによって突然の急激な人口減少が発生するイベント. 10,000匹の色とりどりのカブトムシの個体数に、10個の標本しか残らない洪水が発生した場合 生きているので、遺伝的浮動が虐待を受けた人々の中でどのようにはるかに簡単に行動できるかを想像するのは難しいことではありません 使い果たされた。

進化のボトルネックの影響を理解するために、刺激的であると同時に具体的な一連の用語を分析する必要があります。 頑張れ。

最小存続可能人口

保全生物学では、最小存続可能個体数（MVP）は 時間の経過とともに崩壊することなく生き残ることができる集団内の最小個体数. 理論レベルでは、MVPを超える個体数の集団は、 通常の自然災害、予想される食糧の不足、または以前の遺伝的浮動の影響 説明。

数千個の卵を産むヨーロッパヒキガエル（Bufo spinosus）などの種は同じではないため、特定の最小存続可能個体数はありません。 毎年、象（Loxodonta africana）よりも、雌が出生時に1頭の子牛しか出産せず、妊娠期間が22である種です。 月。 発育時間、妊娠、生殖周期および他の多くのパラメーターに応じて、MVPははるかに高くなることも低くなることもあります.

一般に、普遍的に確立できるのは、どの種でも最適なMVPは、 1、000年で95〜99％の人口永続性、この期間中に災害や有害なイベントが発生する可能性があることを理解している 一時的。 ご想像のとおり、ボトルネックによってMVPを下回る数の人口が発生した場合、それは運命にあります。

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有効個体数（Ne）

もう1つの非常に興味深いパラメーター（ただし、理解するのははるかに困難です）は、有効個体数（Ne）です。 これは次のように定義されます 理想集団で特定の関心量が実際の集団と同じになるために理想集団が持つべき個人の数. もっと簡単に言えば、Neは、遺伝学者が集団内で繁殖する実際の個体数を理解するのに役立ちます。

もう一度カブトムシに戻りましょう。 10,000標本の初期集団には多くの生物がいますが、これはそれらすべてが行くことを意味するものではありません 毎年繁殖するのは、おそらく彼らが互いに競争しているためか、産卵のためのスペースが限られているためです。 したがって、母集団の総数が10,000（N：10,000）であっても、有効個体数は、たとえば300個体（Ne：300）になります。 ボトルネックの考えられる影響を定量化するときに私たちにとって本当に重要なのはこのパラメーターであるため、これは進化レベルで多くの意味を持ちます。

この例はとてつもなく聞こえるかもしれませんが、たとえば、野生の両生類の個体群では、微小な有効サイズが非常に一般的です。 男性は女性へのアクセスを求めて他の競争相手と激しく競争します。 残念ながら、何年もの間干ばつがあり、彼らは堆積するのに十分な水源を見つけられません 卵。 したがって、特定の母集団で1,000人の成人が調査されたとしても、その年に再現したのは100人だけである可能性があります（非常に楽観的です）。.

履歴書

要約すると、ここでは、遺伝的浮動とは何か、ボトルネックとは何か、そしてその影響は何に依存するかをお教えしました。 壊滅的な出来事が進化のボトルネックを引き起こし、その上に人口を残す場合 Neが低いことを特徴とするMVP未満の種の場合、想像できます。 結果。

このイベントの影響は、最初は気付かないかもしれませんが、影響を受ける集団の世代ごとに、遺伝子プールが侵食され、 したがって、関係者は、病気、突然変異、適応の欠如、生物学的生存能力のために、近親交配や失踪に苦しむことになります。 使い果たされた。

書誌参照

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