Genetik sürüklenme: nedir ve biyolojik evrimi nasıl etkiler?

Biyolojik evrim, kalıtsal özelliklerdeki bir dizi değişiklik olarak düşünülür. nesiller boyunca canlı varlıklar, yaşamın lokomotifidir ve yeni ortamlar.

Bir canlı popülasyonu içindeki varyasyon, DNA'da rastgele meydana gelen bir dizi mutasyon tarafından verilir, yani bilinçli bir mekanizmaya cevap vermez. Öyle olsa bile, bu mutasyonlar için seçim süreçleri rastgele olabilir veya tam tersine tam olarak temellendirilmiş bir açıklamaya sahip olabilir.

Dolayısıyla evrim, rastgele mutasyonlar tarafından sürdürülen bir güçtür, genetik rekombinasyon sırasında. diğer birçok faktörün yanı sıra cinsel üreme ve gen akışı (bir popülasyona yeni üyelerin girişi). Genellikle genel anlayıştan kaçan bu temel öneme sahip faktörlerden biri, burada bizi ilgilendiren terimdir: genetik sürüklenme. Burada bu büyüleyici süreçle ilgili her şeyi açıklıyoruz.

• İlgili makale: "Biyolojik evrim teorisi"

Genetik sürüklenme nedir?

İlk olarak, bu karmaşık terimi "zaman içinde türlerin alel frekanslarını değiştirerek doğal seleksiyonla birlikte hareket eden evrimsel bir güç" olarak tanımlayabiliriz. Önsöz olarak belirtmek gerekir ki,

Bu stokastik bir süreçtir, yani şans eseri ya da sporadik ilişkisiz etkilerden dolayı gerçekleşir..

Bu başlangıç ​​özelliğine ek olarak, genetik sürüklenmeyi tanımlayan terimlerden bir diğeri de kayıptır. seçme kuvveti, popülasyondaki alellerin varyasyonunu teşvik eder, bazılarını sabitler ve kaybolmasını teşvik eder. diğerleri. Aşağıdaki satırlarda daha ayrıntılı olarak göreceğiz.

Aleller ve popülasyon hakkında

Genetik terimlerin sadeleştirilmesi, bir alelin aynı genin sunabileceği varyasyonların her biri olduğunu doğrulayabiliriz.. Bunun klasik bir örneği Mendel tarafından nesiller arası genetik ayrımı açıklamak için kullanılan bezelye tohumlarıdır. Baskın bir "A" aleli yeşil tohum rengini kodlarken, çekinik bir "a" aleli sarı bir rengi kodlar.

Çoğu hayvan diploid varlıklar olduğundan (çekirdeklerinde iki set homolog kromozomu vardır), iki kodlama allelinin her biri Bir karakter sırasıyla anne ve babadan gelecektir, bu nedenle bu durumda olası varyasyonlar şu şekilde olacaktır: AA, Aa ve aa. Böylece, bir bireyin her gen için iki alel miras aldığını anlarsak, onun fenotipi (dışsal özellikler) ortaya çıkacaktır. genotipleri (genomlarındaki alelik kombinasyonlar) tarafından doğrudan kodlanır ve Onun ebeveynleri.

İkincisi, “nüfus” teriminin biyoloji alanında biraz araştırılması gerekiyor, çünkü Genetik sürüklenme türün kendisine değil popülasyonlara etki eder. Bir tür, diğer farklı varlıklarla gen alışverişinde bulunamadığı için "kapalı" bir kavramdır. Öte yandan, bir popülasyon, diğer üyelerin farklı üyeleri girebildiği için "açık" bir bölme olarak düşünülür. ancak aynı türe ait popülasyonlar ve bunlar arasında üreme, hatlarda hayati öneme sahip olacak bir olay sonra. Her iki terimi de genel bir şekilde belirledikten sonra, genetik sürüklenmenin temelini anlamaya hazırız.

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

Sürüklenmenin teorik temeli

Eğrileri ve terimleri açıklamak biraz karmaşık hale geldiğinden, koltuğa tutunmanın zamanı geldi. Genetik sürüklenme alelik frekansın varyansı ile belirlenir, yani ortalamaya göre karakterlerin değişkenliği. Böylece, bu evrimsel kuvveti aşağıdaki formülü kullanarak hesaplayabiliriz:

• sp2, popülasyonların alel frekanslarının varyansına, yani genetik sürüklenmenin kendisine karşılık gelir.
• p ve q, bir karakter için iki popülasyonun alel frekanslarıdır.
• N, iki popülasyonun her birindeki birey sayısıdır.

Tabii ki, bu parametrelerin her biri karmaşık formüllerle elde edilir, bu yüzden bu evrimsel kuvvetin matematiksel temeline daha fazla odaklanmayacağız. Bu satırları okuduktan sonra bir fikrin netleşmesi gerekiyorsa, o şudur: popülasyon büyüklüğü ne kadar küçükse, genetik sürüklenme üyeleri üzerinde o kadar fazla güce sahip olacaktır..

Etkili nüfus büyüklüğü

Bir önceki paragrafta anahtar bir terim kullanmıştık: nüfus büyüklüğü. Gerçek şu ki, genetik sürüklenmenin büyüklüğü dikkate alındığında, bilim adamları sadece bir popülasyondaki bireyleri saymaya değmez. Bu durumlarda içinde üreyen hayvanların sayısı güvenilir bir şekilde ölçülmelidir..

Toplam nüfus ile etkin nüfus büyüklüğü arasındaki farkın çok açık bir örneği, amfibi demografik çalışmalarıdır. Örneğin, ortak bir kurbağa popülasyonu 120 üyeden oluşabilir. Genetik analize başvurursak, kesinlikle, yılda sadece yaklaşık 40 yetişkinin çoğaldığını ve maksimum yavru bıraktığını görebiliriz. Böylece, sürüklenmenin etkilerinden etkilenecek olan etkin nüfus büyüklüğü (Ne) 120 değil 40 olacaktır.

Genetik sürüklenmenin etkileri

Genetik sürüklenmenin canlı popülasyonları üzerinde çeşitli etkileri vardır, ancak bunları iki büyük bloğa ayırabiliriz:

• Popülasyon içindeki alel frekanslarında bir değişiklik üretir. Bu, tamamen şans meselesi olduğu için bunların arttığı veya azaldığı anlamına gelebilir.
• Popülasyonlardaki uzun vadeli genetik çeşitliliği azaltır.

Bu son nokta çok önemlidir, çünkü genetik sürüklenme değişkenliği azaltır, bu da sonuçta popülasyonun çevresel değişikliklere karşı daha fazla savunmasızlığına dönüşür. Pratik bir örnek verelim.

8 kırmızı ve 2 sarı olmak üzere 10 kuştan oluşan hayali bir popülasyonumuz varsa, bunun tamamen şans eseri olduğunu düşünmek doğaldır. gelecek nesil, kırmızı üyeler daha temsil edilmiş görünür (çünkü bu 10'dan sadece 3'ü çoğaltılırsa, 3'ünün de renkli olma olasılığı vardır) Kırmızı). Birinci nesilde, kırmızı "p" karakterinin alelik frekansı 0,8 olurken, sarı "q" karakterinin frekansı 0,2 olacaktır.

Bir olayda kırmızı renkli sadece 3 erkek ve dişi çoğalırsa, teorik olarak q aleli yok olabilir. sonraki nesil, yani p = 1 ve q = 0, tüm torunlar kırmızıdır (p karakteri Ayarlamak). Bu, genetik sürüklenmenin gerçek etkisidir. tesadüfen, popülasyondaki en dağınık karakterlerin bir sabitlenmesini üretir ve en benzersiz karakterleri atarak sona erer..

Nüfusun kurtuluşu

Neyse ki, bu rastgele seçilimden büyük ölçüde kaçınan bir gücümüz var: doğal seçilim. Bu durumda, rastgele ve stokastik süreçlere hiç uymayan evrimsel bir motorla karşı karşıyayız.çünkü her bireyin özellikleri onların hayatta kalmasını, üremesini ve bunun sonucunda gelecek nesillerde temsil edilmesini belirleyebilir.

Ayrıca, yukarıda belirtilen örneğin, kendi kendini empoze eden indirgemecilik nedeniyle oldukça topalladığını da belirtmek gerekir. Açıkça birçok morfolojik karakter birden fazla gen tarafından kodlandığından (gözlerin rengi gibi, misal). Ayrıca, 10 değil 1000 kişilik bir popülasyonda, bir alelin kaybolmasının tek bir nesilde “silinmesi”nden çok daha karmaşık olduğu açıktır.

Diğer yandan, gen akışı, genetik sürüklenmenin etkilerinden kaçınan başka bir anahtar kavramdır.. Bir alel zaman içinde bir popülasyonda sabitlenebilir, ancak farklı alellerle yeni üyeler ortaya çıkarsa ve başlangıç ​​popülasyonunun bireyleri ile çoğalırsa, aşağıda yenilenmiş bir genetik değişkenlik tanıtılır. nesiller.

Son olarak, bunu sınırlamak gerekir. mutasyonlar canlılarda rastgele meydana gelir. Böylece, yeni alelleri kodlayan DNA'da varyasyonlar ortaya çıkabilir, bu nedenle (en daha az teorik olarak) kapalı bir popülasyonda, yeni karakterler bir popülasyonda görünmeye devam edebilir. sporadik.

Devam et

Gördüğümüz gibi, genetik sürüklenme doğal seçilimle birlikte canlıların ana evrimsel motorudur., ancak gelişigüzel ve rastgele doğası nedeniyle ikincisinden farklıdır. Tamamen teorik bir bakış açısıyla, eğer gen akışı, mutasyonların ortaya çıkması veya gen akışı gibi olaylar olmasaydı. doğal seleksiyon, tüm popülasyonlar, birçok gen alsa bile, her gen için yalnızca bir allele sahip olacaktı. nesiller.

Bu, doğal olarak, daha az genetik değişkenlik anlamına gelir, bu da popülasyonda ve bireysel düzeyde değişikliklere ve çevresel uygunsuzluğa daha kötü bir yanıt anlamına gelir. Böylece, genetik sürüklenme yaşamın kendisi tarafından etkisiz hale getirilir, çünkü elbette açık bir zararlı karaktere sahiptir.

Bibliyografik referanslar:

• Genetik Drift, khanacademy.org. 23 Ekim'de alındı 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% 20other% 20alelos.
• Eguiarte, L., Aguirre-Planter, E., Scheinvar, E., González, A., & Souza, V. (2010). Meksika bitki türlerinden örneklerle popülasyonların gen akışı, farklılaşması ve genetik yapısı. Moleküler ve Deneysel Evrim Laboratuvarı, Evrimsel Ekoloji Bölümü, Ekoloji Enstitüsü, Meksika Ulusal Otonom Üniversitesi, 1-30.
• Futuyma, D. J. (1992). Evrimsel Biyoloji (Cilt. 2). 2. ed. Ribeirão Preto: SBG.