Kurucu etki: nedir ve biyolojik evrimi nasıl etkiler?

Ünlü Charles Darwin'in "Türlerin Kökeni" kitabının yayımlandığı tarihten itibaren 1859, insanlar artık canlıları tarihlerinde hareketsiz ve statik varlıklar olarak görmüyorlar. evrimsel. Doğal seleksiyon teorisinin varsayımına göre, canlılar yaşamları boyunca rastgele mutasyonlara uğrarlar. ve bazı karakterler kullanışlılıklarından dolayı sabitlenirken, diğerleri ayrımcılığa uğrayarak ortadan kaybolmaktadır. hava.

Örneğin, belirli bir banka renkli güve türünün bir bireyi, bir mutasyona uğrayabilir. gelişimi sırasında melanin üreten bir gendir ve bu nedenle tamamen renklidir. siyah. Bu özellik kalıtsal ise ve örneğin daha uzun süre ağaç kabuğunda gizli kalmasına yardımcı oluyorsa, biyolojik yeteneği arttığı için daha fazla çoğalacaktır. Böylece, kara güveler beyaz güvelerden daha fazla çoğalacağından, bu özellik popülasyonun tamamına yayılacaktır. Kadar basit.

Öte yandan, güvenin siyah rengi avcıların dikkatini daha kolay çekebilir ve mutasyona uğramış birey doğar doğmaz avlanır. Bu durumda, doğrudan ölecek ve zararlı gen, popülasyonun gen havuzundan kaybolacaktır. Bu temeller yerindeyken, kendimizi

kurucu etki veya aynısı, belirli bir ekosistemde bir türün çok küçük bir popülasyonunun varlığından elde edilen sonuçlar.

• İlgili makale: "Davranışsal genetik: tanımı ve en önemli 5 bulgusu"

Genetik Sürüklenmenin Temelleri

Daha önce de söylediğimiz gibi, Darwin "Türlerin Kökeni"nde doğal seçilimi popülasyonların evrimsel motoru olarak varsaymıştı, ancak bunun, varlıkların alelik frekanslarını değiştiren doğadaki tek mekanizma olmadığını bilmek ilginçtir. canlı. Ayrıca üremede rastgele örneklemenin bir sonucu olan ve genel olarak genetik çeşitliliği azaltma eğiliminde olan tamamen stokastik bir süreç olan genetik sürüklenmemiz var. organizmalar (homozigotluk). Yukarıda verilen aynı örneğe başka bir açıdan bakalım.

Diyelim ki 4 beyaz ve bir siyah olmak üzere 5 aylık bir mini popülasyonumuz var. Siyah rengin türler için gerçekten faydalı olduğu ortaya çıkıyor, çünkü mükemmel taklitçiliğe izin veriyor. ağaç kabuğu, ama ne yazık ki, mutasyona uğramış siyah örnek, bir bardağın camıyla çarpıştığında ölür. araba. Renginin ölümüyle hiçbir ilgisi yoktur ve faydalı bir karakter sunmasına rağmen popülasyondan tamamen silinmiştir.

Bu "örnekleme hatası" nedeniyle, belirli bir popülasyon için tamamen geçerli aleller, mantıksal nedenlere veya doğal seçilim mekanizmalarına dikkat edilmeden bazen ortadan kaybolabilir. Her neyse, belirtmek gerekir ki genetik sürüklenme küçük popülasyonlarda çok daha güçlü çalışır: Bahsedilen popülasyonda 5.000 güve olsaydı ve 1.000 tanesi siyah olsaydı, tüm siyah olanların rastgele kaybolma şansı çok daha düşüktür.

Genetik sürüklenmeyi açıklamada daha birçok kavram temel rol oynar. Bunlardan bazıları alel frekansları, etkin popülasyon büyüklüğü, potansiyel darboğazlar vb. Her halükarda, kalan satırlarda, zooloji dünyasında genetik sürüklenmenin en iyi bilinen nedenlerinden birine odaklanacağız: kurucu etkisi.

Kurucu etkisi nedir?

Kurucu etkisi, belirli bir ortamdaki kaynak sınırlamaları ve evrimsel darboğaz ile birlikte, genetik sürüklenme mekanizmalarının en açık nedenlerinden biridir. Bu özel durumda, bahsettiğimiz büyük bir popülasyonun küçük bir bölümü farklı bir arazide ondan bağımsız hale geldiğinde genetik bilgi kaybı.

Yeni bir örnek arayalım çünkü güvelerin rengi daha fazlasını vermez. Şimdi, her yıl kıtadan kıtaya üremek için transatlantik göç yapan 200 kuşluk bir popülasyonumuz olduğunu varsayalım. Sebebi ne olursa olsun, bu zorlu yolculuklardan birinde bu kuşlardan 10 tanesi sürüden ayrılıyor. ilk önce yeni topraklar aramak için ve bitkin, ortasındaki küçük bir adaya sığınmak hiçbir şey değil.

Bu ada gerekli kaynaklara sahipse ve açık bir avcı eksikliği varsa, bu 10 kuş ada topraklarına yerleşebilir ve göç etmemeye karar verebilir. Böylece, 200 kişiden oluşan bir diğerinden 10 numunelik yeni bir popülasyon oluşturulmuştur. Seçim örneklemesi tamamen rastgele olmuştur ve bu nedenle yeni bireylerin alel frekansı genel popülasyonda beklenenden çok farklı olabilir.

Örneğin, 100 kuştan 1'inin gagası diğerlerinden daha büyük olabilir ve 50 kuştan 1'i sarı yerine yeşildir. Rastgelelik sonucunda bu kurucu kuşlardan 3'ünün bu özellikleri bir arada sergilediği ortaya çıkarsa; toplam popülasyon 10 ise, bu alellerin, bu alellerin olmamasına rağmen gelecek nesillerde sabitlenmesi mümkün olandan daha fazladır. "kural". Böylece, kurucu etkisi, daha büyük bir popülasyon olsaydı asla yapmayacak olan bir türde özelliklerin sabitlenmesine neden olabilir..

• İlginizi çekebilir: "Genetik sürüklenme: nedir ve biyolojik evrimi nasıl etkiler?"

kurucu etkisinin etkileri

Tahmin edebileceğiniz gibi, "kurucuların" özelliklerine bağlı olarak, orijinal nüfusun üyeleri ile yenisi arasında zamanla derin bir çatlak oluşabilir. Buna ek olarak şunu da düşünürsek, olay çok daha ilginç hale gelir. doğal seçilimin de kurucuların alelleri üzerinde büyük popülasyonda mevcut olanlardan farklı şekilde etki etmesi muhtemeldir..

Bir önceki örnekle devam edersek, egzotik bir ortamda 10 örnek olmanın kıtasal bir arazide 200 kişilik bir grup içinde yaşamak gibi bir şey olmadığı açıktır. Bu nedenle seçilen atipik özellikler (iri gaga ve yeşil renk) onları taşıyanlar için uzun vadede faydalı olabilir. Örneğin, yeşil bir tonun palmiye ağaçlarının tepesindeki kuşu taklit edebileceği ve büyük bir gaganın hindistancevizi kırmak ve yiyeceğe erişmek için çok faydalı olacağı aklımıza gelir.

Bu nedenle, seçimin kendisinin "örnekleme hatasına" ek olarak, çevrenin yeni dayatmaları nedeniyle seçimin zaman içinde atipik genotipleri (ve fenotipleri) desteklemesi mümkündür. Böylece, kurucuların yavruları, yeni nişlerinin sömürülmesi için maksimum uygunluk noktasına ulaşana kadar daha yeşil ve daha yeşil ve istatistiksel olarak en yüksek zirveye sahip olacaklardı. Bunu hatırla evrim mükemmel varlıklar yaratmaz, çünkü halk dilinde ve günahkar indirgemeciler, "sahip olduklarınızla elinizden geleni yaparsınız" dediler..

Bu somut ve mükemmel senaryoda, ada sömürgecilerinin yüzyıllar boyunca bir alt tür ve daha sonra kendi türleri olmaları beklenebilirdi. Ada popülasyonunun bir üyesi, orijinalin bir başkasıyla (anatomi, davranış, önceden belirlenmiş engeller ve daha fazlası) her iki örneğin de nihayetinde bir gruba ait olduğu söylenebilir. farklı türler. Bu, kurucu etkisinin bir ada ortamında türleşmeyi nasıl tetikleyebileceğinin açık bir örneğidir.

• İlginizi çekebilir: "Türleşme: Biyolojik evrimde ne olduğu ve nasıl geliştiği"

Devam et

Kurucu etkisinin ne olduğunu anlamanız için size pastoral bir ortam sunduk ama ne yazık ki doğa genellikle böyle çalışmıyor. Küçük popülasyonların en büyük zayıflıklarından biri, homozigotluk ve akrabalı çiftleşme eğiliminde olmalarıdır. yani, üremeyen bireylerin olmaması nedeniyle nesiller boyunca genetik çeşitlilik kaybolmaktadır. tanıdık. Bu nedenle, büyük olasılıkla 10 örnekten oluşan bir popülasyon asla başlamaz ve eğer başlarsa, 3-4 nesil sonraki yavrular yaşayamaz hale gelir.

Her ne sebeple olursa olsun, daha önce evrimsel canlılığı arttıran bir karakterin zamanla bunu yapmayı bırakması da mümkündür.

Genetik çeşitlilik yoksa (aynı aleller her zaman sabitse), küçük bir popülasyondaki tüm bireyler çevresel değişiklikler için aşağı yukarı eşit olarak hazırlanır, bu nedenle yok olma riski önemli ölçüde artar. Kurucu etki, türleşmeyi teşvik edebilir, aynı zamanda genetik çeşitlilik eksikliğinden dolayı bir popülasyonun tamamen ortadan kaybolmasını da teşvik edebilir.

Bibliyografik referanslar:

• Greenbaum, G., Templeton, A. R., Zarmi, Y. ve Bar-David, S. (2014). Popülasyon oluşturma olaylarını izleyen alelik zenginlik - gen akışını ve genetik sürüklenmeyi içeren stokastik bir modelleme çerçevesi. PloS bir, 9 (12), e115203.
• Kral, T. E., & Jobling, M. İÇİN. (2009). Kurucular, sürüklenme ve sadakatsizlik: Y kromozomu çeşitliliği ve babasoylu soyadları arasındaki ilişki. Moleküler Biyoloji ve Evrim, 26 (5), 1093-1102.
• Pardon, L. M., MacKay, I., Oostra, B., van Duijn, C. M., & Aulchenko, Y. S. (2005). Genetik olarak izole edilmiş genç bir popülasyonda genetik sürüklenmenin etkisi. Annals of insan genetiği, 69 (3), 288-295.
• Slatkin, M. ve Excoffier, L. (2012). Menzil genişlemesi sırasında seri kurucu etkiler: genetik sürüklenmenin uzamsal bir analoğu. Genetik, 191 (1), 171-181.
• Whitlock, M. C. (1997). Genetik sürüklenme olmadan kurucu etkiler ve tepe kaymaları: Ortamlar hafifçe dalgalandığında uyarlanabilir tepe kaymaları kolayca meydana gelir. Evrim, 51 (4), 1044-1048.