Генетический дрейф
Как генетический дрейф (генетический дрейф, то Нижненемецкий слово дрейф связан с немецким приводом , также Alleldrift или Сьюолл-Wright эффектом называется), называют в генетике населения случайного изменение в аллеля частоты в пределах генофонда части в популяции . Дрейф генов - это эволюционный фактор . Сдвиг генов представляет собой количественное расширение , при котором целые сегменты генов обмениваются вместе. Это часто приводит к особенно выраженным функциональным и качественным изменениям.
Дрейф генов и сдвиг генов представляют собой своего рода дополнение к естественному отбору . Естественный отбор не оказывает случайного влияния на изменение частоты генов в популяции, но напрямую связан с выживанием и репродуктивным успехом людей, то есть с их адаптацией к окружающей среде. С другой стороны, генетический дрейф или сдвиг не имеет таких причин, а является чисто случайным ( стохастическим ).
Поскольку случайное изменение частоты генов является статистически более значимым в небольших популяциях, дрейф генов и сдвиг генов представляют собой важный фактор в эволюции в популяциях основателей и тем самым видообразования . Она основана на том факте , что отсечной случайного населения , живущих в определенной области только обладает небольшой частью возможных частот аллелей, которые также находятся в другом отношении друг к другу, чем в общей популяции. Дальнейшее эволюционное развитие этой популяции зависит от этих сдвинутых частот генов.
Эффект « бутылочного горлышка» - это особый тип генетического дрейфа, при котором размер популяции значительно уменьшается из-за случайного события, тем самым уменьшая изменчивость , возникающую в популяции . Впоследствии частоты аллелей обычно отличаются от частот исходной популяции; уменьшенное генетическое разнообразие затрудняет будущие адаптивные изменения.
Генетический дрейф может также происходить в более крупных панмиктических популяциях после разделения на более мелкие субпопуляции. Предпосылками являются случайные изменения генов и передача измененных генов.
Расширение значения: распространение таких изменений в более крупных популяциях также называется генетическим дрейфом. Сегодня дрейф генов также используется для описания проникновения генов, которые были сознательно или случайно изменены, в другие области.
Частоты генов
С точки зрения популяционной генетики дрейф генов - это вероятностный эффект. Гены, которые передаются следующему поколению , не являются полной копией генов успешных членов родительского поколения. Это случайная ( стохастическая ) выборка, выборка со случайными колебаниями. Частота аллелей в родительской популяции отличается от таковой в детской популяции из-за случайных статистических колебаний . Чем меньше популяция, тем заметнее генетический дрейф. На это есть статистические причины. Пример: при бросании монет орел или решка выпадают в среднем с одинаковой вероятностью. Однако, если бросков всего несколько, маловероятно, что орел и решка будут появляться с одинаковой частотой. Чем больше количество пометов, тем ближе соотношение к соотношению 50:50, поэтому колебания частот генов больше в небольших популяциях, чем в популяциях с большим количеством особей ( эффективный размер популяции ).
Если частота аллеля резко увеличивается или уменьшается в последовательных поколениях, то аллель в популяции может полностью исчезнуть или станет единственным аллелем в популяции (фиксация). Снижается генетическое разнообразие , истощается генофонд .
Дрейф генов и сдвиг генов против естественного отбора
Дрейф генов или сдвиг генов и естественный отбор являются факторами эволюции и работают одновременно. Они меняют состав генофонда . Частота аллелей (вариаций генов) и, следовательно, преобладающие фенотипические характеристики в популяции со временем меняются. В случае дрейфа генов и сдвига генов изменение частоты аллелей не зависит от того, являются ли они благоприятными или неблагоприятными для фенотипа . Генетический дрейф следует рассматривать как случайный и не зависящий от генетической приспособленности . В отличие от этого, те фенотипические признаки и, следовательно, те аллели, которые увеличивают генетическую приспособленность, предпочтительны при естественном отборе. В больших популяциях, в которых генетический дрейф невелик, даже при низком давлении отбора естественный отбор будет иметь большее количество изменяющихся частот генов. В небольших популяциях, с другой стороны, более крупные статистические колебания из-за генетического дрейфа будут накладывать изменения, вызванные отбором.
Дрейф генов и сдвиг генов в популяциях
Сдвиг генов и дрейф генов могут иметь глубокие и часто причудливые последствия для эволюционной истории популяции. Это может даже привести к исчезновению популяции. Когда популяция сокращается до небольшого размера, а затем снова растет (считается, что это произошло в течение истории эволюции человека), тогда генетический дрейф может привести к внезапным и резким изменениям частоты генов, независимо от естественного отбора. В таких случаях многие полезные адаптации могут быть потеряны ( генетическое узкое место ). Генные дефекты, связанные с генетическим узким местом , иногда частично компенсируются очисткой .
Подобным образом эффект основателя проявляется , например, в мигрирующих популяциях, в которых только несколько особей с редким аллельным составом формируют отправную точку новой популяции. Здесь частоты генов могут противоречить предыдущему естественному отбору. Эффект основателя иногда обвиняют в учащении наследственных заболеваний .
Генный сдвиг в вирусологии
Некоторые вирусы особенно нестабильны генетически, например Б. ВИЧ, а также возбудители гриппа и «гриппоподобных» простуд. Сдвиг генов вируса гриппа считается отправной точкой пандемии, такой как испанский грипп 1918 года и азиатский грипп 1957 года.
Смотри тоже
литература
- Эндрю Кокберн: Эволюционная экология . Густав Фишер, Штутгарт - Йена - Нью-Йорк, 1995, ISBN 3-437-30775-4 .
- Дуглас Дж. Футуйма: эволюционная биология . Биркхойзер, Базель - Бостон - Берлин 1990, ISBN 3-7643-2200-4 .
- Вильгельм Нульш: Общая ботаника . 11-е издание. Георг Тиме Верлаг, Штутгарт - Нью-Йорк 2001.
веб ссылки
- Мутация, поток генов и рекомбинация; Дрейф и отбор - Гамбургский университет, проф. Peter v. Sengbusch
- Пояснения к смене вида (автор не указан) ( памятная записка от 8 апреля 2011 г. в Интернет-архиве )
- Капризные вирусы: дрейф генов и сдвиг генов - Бернхард Петер
Индивидуальные доказательства
- ↑ Шарлотта Аверс: Процесс и образец в эволюции . Издательство Оксфордского университета, 1989.