창시자 효과: 그것이 무엇이며 생물학적 진화에 어떤 영향을 미치는지

찰스 다윈의 '종의 기원' 출간일부터 1859년, 인간은 더 이상 살아 있는 존재를 역사에서 움직이지 않는 고정된 존재로 생각하지 않습니다. 진화적. 자연선택 이론의 가정에 따르면, 생명체는 전 세계적으로 무작위 돌연변이를 겪는다. 세대에 따라 일부 캐릭터는 유용성으로 인해 고정되고 일부 캐릭터는 날씨.

예를 들어, 특정 은행 색 나방 종의 개체는 다음에서 돌연변이를 겪을 수 있습니다. 멜라닌 생성 유전자가 발달하는 동안 완전히 착색되어 검정. 이 특성이 유전적이어서 표본이 나무 껍질에 더 오랫동안 숨겨져 있는 데 도움이 된다면 생물학적 적성이 높아져 더 많은 번식을 할 것입니다. 따라서 검은 나방이 흰 나방보다 더 많이 번식하기 때문에 이 특성은 인구 전체에 퍼질 것입니다. 저것과 같이 쉬운.

반면에, 나방의 검은 색은 포식자의 관심을 더 쉽게 끌 수 있고 돌연변이 개체는 태어나자마자 잡아먹힐 수 있습니다. 이 경우, 그것은 직접 죽고 해로운 유전자는 인구의 유전자 풀에서 사라질 것입니다. 이러한 기반을 바탕으로 우리는 창시자 효과 또는 동일한 것, 주어진 생태계에서 종의 매우 작은 개체군의 존재에서 파생되는 결과.

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유전적 드리프트의 기초

우리가 이미 말했듯이 다윈은 "종의 기원"에서 자연 선택을 인구의 진화 엔진으로 가정했습니다. 그러나 이것이 존재의 대립 유전자 빈도를 변화시키는 자연의 유일한 메커니즘이 아니라는 것을 아는 것은 흥미 롭습니다. 살아 있는. 또한 우리는 유전적 드리프트를 가지고 있는데, 이는 번식에서 무작위 샘플링의 결과이며 일반적으로 유전적 다양성을 감소시키는 경향이 있는 완전히 확률론적인 과정입니다. 유기체 (동형 접합). 다른 관점에서 위에서 언급한 동일한 예를 살펴보겠습니다.

5개의 나방, 4개의 흰색, 1개의 검은색으로 구성된 미니 개체군이 있다고 가정해 보겠습니다. 검은색은 종의 훌륭한 모방을 가능하게 하기 때문에 종에게 진정으로 유익한 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 불행하게도 돌연변이된 검은색 표본이 유리잔에 부딪히면 죽는다. 차. 그의 색깔은 그의 죽음과 아무 관련이 없으며 유익한 성격을 나타냄에도 불구하고 인구에서 완전히 지워집니다.

이 "표본 오류"로 인해 논리적인 이유나 자연 선택의 메커니즘에 주의하지 않고 특정 인구에 대해 완전히 실행 가능한 대립 유전자가 때때로 사라질 수 있습니다. 어쨌든 주의해야 할 점은 유전적 드리프트는 작은 개체군에서 훨씬 더 강력하게 작용합니다.: 인용된 개체군에 나방이 5,000개 있고 그 중 1,000개가 검은색이라면 검은색 나방이 모두 무작위로 사라질 가능성은 훨씬 낮습니다.

유전적 드리프트를 설명할 때 더 많은 개념이 필수적인 역할을 합니다. 그 중 일부는 대립 유전자 빈도, 유효 인구 크기, 잠재적인 병목 현상 등입니다. 어쨌든, 나머지 줄에서 우리는 동물학 세계에서 가장 잘 알려진 유전적 드리프트의 원인 중 하나인 창시자 효과에 초점을 맞출 것입니다.

창시자 효과란?

창시자 효과는 주어진 환경의 자원 제한 및 진화적 병목 현상과 함께 유전적 드리프트 메커니즘의 가장 분명한 원인 중 하나입니다. 이 특정 경우에 대해 이야기하고 있습니다. 큰 인구의 작은 부분이 다른 지형에서 독립할 때 유전 정보의 손실.

나방의 색이 더 이상 제공되지 않기 때문에 새로운 예를 찾아 보겠습니다. 이제 번식을 위해 매년 대륙에서 대륙으로 이동하는 200마리의 새가 있다고 가정합니다. 이유가 무엇이든, 이러한 힘든 여행 중 하나에서 이 새 중 10마리가 무리에서 분리됩니다. 처음에는 새로운 영토를 찾아 헤매다가 지쳐 중앙에 있는 작은 섬으로 피난처를 찾습니다. 아무것도.

이 섬에 필요한 자원이 있고 포식자가 확실히 부족하다면 이 10마리의 새는 섬 땅에 정착하고 이주하지 않기로 결정할 수 있습니다. 따라서 200개로 구성된 다른 개체군에서 10개 개체의 새로운 개체군이 설정되었습니다. 선택 샘플링은 완전히 무작위이므로 새로운 개인의 대립 유전자 빈도는 일반 인구에서 예상되는 것과 매우 다를 수 있습니다.

예를 들어, 새 100마리 중 1마리는 나머지보다 부리가 더 크고 50마리 중 1마리는 노란색 대신 녹색입니다. 무작위의 결과로 이 창립 새 중 3마리가 이러한 특성을 나타내는 것으로 판명되면 총 인구가 10인 경우, 이러한 대립 유전자가 미래 세대에 고정될 가능성이 큽니다. "규칙". 그래서, 창시자 효과는 더 많은 개체군이라면 결코 그렇게 하지 않을 종에 형질이 고정되도록 할 수 있습니다..

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창시자 효과의 효과

상상할 수 있듯이 "창시자"의 특성에 따라 시간이 지남에 따라 원래 인구의 구성원과 새로운 구성원 사이에 깊은 균열이 발생할 수 있습니다. 또한, 자연 선택은 또한 많은 인구에 존재하는 대립 유전자와 다르게 창시자의 대립 유전자에 작용할 가능성이 있습니다..

앞의 예를 계속하면 이국적인 환경에서 10개 표본이 되는 것이 대륙 지형에서 200개 그룹으로 사는 것과 다름이 없다는 것이 분명합니다. 따라서 선별된 비정형 형질(큰 부리와 녹색)을 가지고 있는 사람들에게 장기적으로 유익할 수 있습니다. 예를 들어, 녹색 색조는 야자수 꼭대기의 새를 모방할 수 있고 큰 부리는 코코넛을 부수고 음식에 접근하는 데 매우 유용할 것입니다.

따라서 선택 자체의 "표본 오류" 외에도 환경의 새로운 부과로 인해 시간이 지남에 따라 선택이 비정형 유전자형(및 표현형)을 선호할 수 있습니다. 따라서 창립자의 자손은 새로운 틈새 시장의 착취에 대한 최대 적응 지점에 도달할 때까지 점점 더 녹색이 되고 통계적으로 가장 높은 정점에 도달할 것입니다. 기억 진화론은 완전한 존재를 만들지 않습니다. 왜냐하면 구어체로 죄를 짓는 환원론자들은 "당신은 당신이 가진 것으로 당신이 할 수 있는 일을 합니다"라고 말했습니다..

이 구체적이고 완벽한 시나리오에서 섬 식민자는 결국 수세기에 걸쳐 아종이 되고 나중에는 자신의 종이 될 것이라고 예상할 수 있습니다. 섬 인구의 구성원이 원본의 다른 구성원과 번식할 수 없는 경우(해부학적, 행동, 접합 전 장벽 등) 두 표본 모두 궁극적으로 다른 종. 이것은 창시자 효과가 섬 환경에서 어떻게 종분화를 유도할 수 있는지에 대한 분명한 예입니다.

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이력서

창시자 효과가 무엇인지 이해할 수 있도록 목가적인 설정을 제시했지만 불행히도 자연은 일반적으로 그렇게 작동하지 않습니다. 작은 개체군의 가장 큰 약점 중 하나는 동형접합성과 근친교배 경향이 있다는 것입니다. 다시 말해서, 유전적 다양성은 번식하지 않는 개체의 부족으로 인해 세대에 걸쳐 손실된다는 것입니다. 익숙한. 따라서 10명의 개체군이 시작되지 않을 가능성이 가장 높으며 시작될 경우 3-4세대 후에 자손이 생존할 수 없게 됩니다.

어떤 이유에서든 이전에 진화적 생존력을 높였던 캐릭터가 시간이 지나면서 더 이상 진화하지 않을 수도 있습니다.

유전적 다양성이 없다면(동일한 대립유전자가 항상 고정되어 있는 경우), 작은 개체군의 모든 개체는 환경 변화에 대해 다소 동등하게 준비될 것이므로, 멸종 위험이 크게 증가합니다.. 창시자 효과는 종분화를 촉진할 수 있지만 유전적 다양성의 부족으로 인한 개체군 전체의 소멸을 촉진할 수도 있습니다.

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