진화의 병목 현상: 그것이 무엇이며 종에 미치는 영향
생명체의 진화를 생각할 때 가장 먼저 떠오르는 것은 자연선택, Charles Darwin이 오늘날 그의 시대를 초월한 작업에서 만든 그 유명한 가정: 종. 여러 차례 재구성되고 주제에 대한 새로운 지식이 얻어졌음에도 불구하고 이 진화적 현상은 논쟁의 여지가 없습니다.
자연 선택은 일련의 매우 단순한 전제에 관한 것입니다. 살아있는 존재의 게놈이 돌연변이되고 재조합되며(성 생식의 경우) 염색체는 모양 및/또는 수를 변경할 수 있습니다.. 유전자는 세대에 걸쳐 완전하지 않기 때문에 때때로 유전자를 가지고 있는 개인에게 유리한 새로운 형질이 나타납니다. 다른 때에는 돌연변이가 조용하거나 해로워서 종을 보지 않습니다.
예를 들어, 특정 유전자의 돌연변이로 인해 새의 꼬리 깃털이 약간 더 길어졌다고 가정해 보겠습니다. 이 특성이 암컷을 끌어들인다면, 긴꼬리 수컷은 그 종의 나머지 개체보다 더 많이 번식할 것입니다. 이 특성이 유전된다면 평균적으로 더 많은 자손을 낳을 것이기 때문에 긴 꼬리를 가진 표본이 점점 더 많이 나타날 것입니다. 결국 이 유익한 특성은 종에 고정되게 됩니다.
이것은 과정을 암호화하는 암컷의 선택이기 때문에 성적인 본성의 자연 선택의 분명한 예입니다. 어쨌든 모든 사람이 모르는 것은 자연에서 "모든 것이 이유가 있는 것은 아니다"라는 것입니다. 계속 읽으면 우리가 무엇을 의미하는지 알게 될 것입니다. 왜냐하면 우리는 유전적 드리프트가 무엇인지, 그리고 그 변형이 특히 두드러지기 때문입니다. 진화적 병목 현상.
- 관련 기사: "생물학적 진화론: 그것이 무엇이며 설명하는 것"
유전적 드리프트란?
진화 메커니즘은 생물학 수업에서 특정 동물 적응을 연구할 때 보이는 것처럼 완벽하지 않습니다. 자연선택은 비자발적이고 무의식적인 힘으로 작용하지만 살아있는 존재는 "가지고 있는 것으로 할 수 있는 일을 한다". 확실히 일부 특성은 특정 환경의 동물에게 이상적이지만 돌연변이일 수 있습니다. 종에서 불가능하거나 단순히 동물의 몸이 틈새 시장을 이용하도록 설계되지 않았다는 것은 불가능합니다. 주사위.
이 외에도 자연 선택이 생명체의 유일한 진화 메커니즘은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 또한 샘플링 오류로 인해 무작위 세대를 통해 유전자의 변이를 일으키는 확률론적(비결정론적) 효과인 유전적 드리프트가 있습니다.
실용적인 예
예를 들어 보겠습니다. 왜소한 개체군에는 7개의 적색 딱정벌레와 3개의 녹색 딱정벌레가 있습니다. 녹색은 환경과 더 잘 어울리며 따라서 약탈의 가능성을 줄이고 빨간색보다 더 쉽게 번식할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이 경우 녹색 무척추 동물이 "진화 적 수준에서 더 적합"하다는 것은 의심의 여지가 없습니다.
불행히도, 이 3개의 표본이 교미하기 전에 소가 땅을 밟아 짓밟습니다. 포유동물은 딱정벌레를 잡아먹으려 하지도 않고 어떤 식으로든 그들과 상호작용하지 않았기 때문에 의식적으로 딱정벌레의 삶을 끝내기로 결정하지 않았습니다. 이 딱정벌레류의 특성은 의심할 여지 없이 긍정적이었지만 우연히 유익한 유전자가 사라졌습니다.
그래서, 유전적 이동은 유전적 다양성을 감소시키는 경향이 있습니다. 3마리의 붉은 딱정벌레가 밟혀도(가장 일반적인 특성), 번식할 수 있는 또 다른 4마리가 있을 것입니다.. 녹색이 종에게 유익한 만큼 유전자가 완전히 일화적인 행위에 의해 개체군에서 지워진 것은 우연한 불행이었습니다. 이것이 유전적 드리프트가 작동하는 방식입니다.
이 시나리오에서 밟힐 확률은 녹색 딱정벌레와 빨간색 딱정벌레에 대해 동일하다고 가정합니다. 그렇지 않으면 샘플링이 무작위가 아닙니다.
유전적 드리프트의 진화적 병목 현상
잠시 동안 위의 예에서 개체군이 딱정벌레 10,000마리, 빨간색 7,000마리, 초록색 3,000마리라고 상상해 보십시오. 이 경우 특정 색상의 표본 3개를 소가 아무리 부숴도 녹색 유전자는 계속 오래 지속됩니다. 기간. 이 전제로, 유전적 드리프트는 작은 개체군에 훨씬 더 많은 영향을 미치는 것으로 이해됩니다.
한편, 진화적 병목 현상은 지진, 기근, 질병 또는 불행히도 인간 활동과 같은 환경적 사건에 의해 급격한 인구 감소가 발생하는 사건. 10,000마리의 다색 딱정벌레 인구에 10개의 표본만 남기는 홍수가 있는 경우 살아 있는 동안, 유전적 드리프트가 폭행당한 인구에서 어떻게 훨씬 더 쉽게 작용할 수 있는지 상상하는 것은 어렵지 않습니다. 고갈.
진화적 병목 현상의 의미를 이해하려면 흥미진진한 만큼 구체적인 일련의 용어를 분석해야 합니다. 그것을 위해 가십시오.
최소 생존 인구
보존 생물학에서 최소 생존 인구(MVP)는 시간이 지남에 따라 붕괴되지 않고 생존할 수 있는 인구의 최소 개체 수. 이론적 수준에서 MVP보다 많은 개인 수가 있는 인구는 정상적인 자연 재해, 예상되는 식량 부족 또는 이전에 유전적 드리프트의 영향 설명했다.
수천 개의 알을 낳는 일반적인 두꺼비(Bufo spinosus)와 같은 종은 동일하지 않기 때문에 특정한 최소 생존 가능한 개체군 수는 없습니다. 매년 암컷이 한 마리의 송아지를 낳고 임신 기간이 22년인 코끼리(Loxodonta africana)보다 개월. 발달 시간, 임신, 생식 주기 및 기타 여러 매개변수에 따라 MVP는 훨씬 높거나 낮을 수 있습니다..
일반적으로 보편적으로 확립될 수 있는 것은 모든 종에서 최적의 MVP는 다음을 보장하는 것입니다. 1,000년 동안 95-99%의 인구 영속성, 이 기간 동안 재난 및 유해한 사건이 발생할 수 있음을 이해 일시적인. 상상할 수 있듯이 병목 현상으로 인해 숫자가 MVP 미만인 인구가 발생하면 파멸이 됩니다.
- 관심이 있을 수 있습니다. "유전자 코드는 무엇이며 어떻게 작동합니까?"
유효 인구 규모(Ne)
또 다른 매우 흥미로운 매개변수(그러나 훨씬 더 이해하기 어려운)는 유효 인구 크기(Ne)입니다. 이것은 다음과 같이 정의됩니다. 이상화된 모집단이 실제 모집단에서와 같이 이상화된 모집단에서 특정 양의 관심을 가져야 하는 개인의 수. 훨씬 더 간단히 말해서, Ne는 유전학자들이 한 개체군에서 번식하는 개체의 실제 수를 이해하는 데 도움이 됩니다.
다시 우리의 딱정벌레로 돌아가자. 10,000개 표본의 초기 개체군에는 많은 생명체가 있지만 이것이 모든 생명체가 사라진다는 의미는 아닙니다. 매년 번식하기 위해 서로 경쟁하거나 알을 낳는 공간이 제한되어 있기 때문일 수 있습니다. 따라서 전체 인구가 10,000명(N: 10,000)일지라도 유효 인구 규모는 예를 들어 300명(Ne: 300)이 될 수 있습니다. 이것은 병목 현상의 가능한 영향을 정량화할 때 우리에게 정말 중요한 매개변수이기 때문에 진화적 수준에서 많은 의미를 갖습니다.
이 예는 억지스럽게 들릴지 모르지만, 예를 들어 미세한 유효 크기는 야생 양서류 개체군에서 매우 일반적입니다. 수컷은 암컷에게 접근하기 위해 다른 경쟁자들과 치열하게 경쟁하고, 불행히도, 수년 동안 가뭄이 있었고 그들은 퇴적물을 저장할 충분한 수원을 찾지 못했습니다. 계란. 따라서 주어진 인구에서 1,000명의 성인을 조사하더라도 100명만이 그 해에 번식했을 수 있습니다(매우 낙관적임).
이력서
요약하자면, 여기에서 유전적 드리프트가 무엇인지, 병목 현상이 무엇인지, 그 영향이 무엇에 의존하는지 배웠습니다. 재앙적인 사건이 진화적 병목 현상을 일으키고 그 위에 인구를 남겨두는 경우 낮은 Ne를 갖는 것이 특징인 MVP 이하의 종의 경우를 상상할 수 있습니다. 결과.
이 사건의 영향은 처음에는 감지되지 않을 수 있지만 영향을 받는 인구의 각 세대에 따라 유전자 풀이 침식되고, 따라서 관련된 사람들은 질병, 돌연변이, 적응 부족 및 생물학적 생존 가능성으로 인해 근친 교배 및 사라지는 고통을 겪을 것입니다. 고갈.
참고 문헌
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