Mehanizem genskega pretoka, posledice in primeri



The pretok genov ali pretok genov, v biologiji, se nanaša na gibanje genov iz ene populacije v drugo. Na splošno se izraz uporablja kot sinonim za migracijski proces - v svojem evolucijskem smislu.

V svoji skupni uporabi migracija opisuje sezonsko premikanje posameznikov iz ene regije v drugo v iskanju boljših pogojev ali z reproduktivnimi nameni. Za evolucijskega biologa pa migracija vključuje prenos alelov iz niza genov med populacijami.

V luči populacijske genetike je evolucija definirana kot sprememba frekvence alelov v času.

V skladu z načeli Hardy-Weinbergovega ravnotežja se bodo frekvence spreminjale, kadar bodo: selekcija, mutacija, odnašanje in pretok genov. Zato se pretok genov obravnava kot evolucijska sila velikega pomena.

Indeks

  • 1 Mehanizmi pretoka genov
  • 2 Migracija in ravnovesje Hardy-Weinberga
    • 2.1 Ali se frekvence alelov razlikujejo?
  • 3 Posledice genskega pretoka
  • 4 Genski tok in koncept vrst
  • 5 Primer
  • 6 Reference

Mehanizmi pretoka genov

Mehanizmi in vzroki, ki povzročajo gibanje genov v populaciji, so močno povezani z lastnimi značilnostmi študijske skupine. Do tega lahko pride zaradi priseljevanja ali izseljevanja določenih posameznikov v stanju razmnoževanja ali zaradi gibanja v gametah.

Eden od mehanizmov je lahko na primer občasno razprševanje nedoraslih oblik živali v oddaljene populacije.

V primeru rastlin se mehanizmi lažje določijo. Gamet rastlin se prevaža na različne načine. Nekatere rodove uporabljajo abiotske mehanizme, kot so voda ali veter, ki lahko gene odnesejo v oddaljene populacije.

Na enak način je tudi biotska disperzija. V razpršitvi semen sodelujejo številne živo slanice. Na primer, v tropih imajo ptice in netopirji ključno vlogo pri razprševanju rastlin, ki so zelo pomembne za ekosisteme.

Z drugimi besedami, stopnja migracij in pretok genov sta odvisna od sposobnosti razpršenosti preučevane rodbine.

Migracija in ravnovesje Hardy-Weinberga

Za preučevanje vpliva migracije na Hardy-Weinbergovo ravnotežje se otoški model pogosto uporablja kot poenostavitev (model migracije med otoki in celinami)..

Ker je populacija otoka relativno majhna, v primerjavi s prebivalstvom na celini, noben korak genov od otoka do celine nima vpliva na genotipske in alelne frekvence celine..

Zaradi tega bi genski tok vplival le v eno smer: od celine do otoka.

Ali se frekvence alelov razlikujejo?

Da bi razumeli učinek migracijskega dogodka na otoku, razmislite o hipotetičnem primeru lokusa z dvema aleli A1 in A2. Ugotoviti moramo, ali gibanje genov na otok povzroča spremembe frekvenc alelov.

Predpostavimo, da je frekvenca alela A1 je enaka 1 - kar pomeni, da je fiksna v populaciji, v celinski populaciji pa je alel A2 tisti, ki je določen. Pred zorenjem posameznikov na otoku se 200 migrantov seli v to.

Po pretoku genov bodo frekvence spremenjene, zdaj pa bo 80% "native", 20% pa je novih ali kontinentalnih. S tem preprostim primerom lahko pokažemo, kako gibanje genov vodi v spremembo alelnih frekvenc - ključni koncept v evoluciji.

Posledice genskega pretoka

Če je med dvema populacijama opazen izrazit pretok genov, je ena najbolj intuitivnih posledic ta, da je ta proces odgovoren za redčenje morebitnih razlik med obema populacijama..

Tako lahko genski tok deluje v nasprotni smeri od drugih evolucijskih sil, ki želijo ohraniti razlike v sestavi genetskih rezervoarjev. Kot mehanizem naravne selekcije, na primer.

Druga posledica je razširjanje koristnih alelov. Recimo, da se po mutaciji pojavi nov alel, ki svojim nosilcem daje določeno selektivno prednost. Ko migracija obstaja, se novi alel prevaža v nove populacije.

Genski tok in koncept vrst

Biološki koncept vrste je splošno znan in seveda najbolj uporabljen. Ta definicija se ujema s konceptualno shemo populacijske genetike, saj vključuje genski bazen - enoto, kjer se alelne frekvence spreminjajo..

Na ta način geni po definiciji ne prehajajo iz ene vrste v drugo - ni pretoka genov - in zaradi tega vrste kažejo določene značilnosti, ki jim omogočajo diferenciacijo. Sledi tej vrsti idej, genski tok pojasnjuje, zakaj vrste tvorijo a.grozda"Ali fenetična skupina.

Poleg tega ima prekinitev genskega pretoka bistvene posledice v evolucijski biologiji: vodi - v večini primerov - do dogodkov speciacije ali nastajanja novih vrst. Pretok genov lahko prekinejo različni dejavniki, kot je obstoj geografske ovire, preferenc na dvoriščni ravni, med drugimi mehanizmi.

Prav tako je tudi obratno: obstoj genskega pretoka prispeva k ohranjanju vseh organizmov v regiji kot eni sami vrsti.

Primer

Migracija kače Nerodia sipedon je dobro dokumentiran primer pretoka genov iz celinske populacije na otok.

Vrsta je polimorfna: lahko predstavlja pomemben pasni vzorec ali pa ni prisoten noben pas. V poenostavitvi se barva določi z lokusom in dvema aleloma.

Na splošno so kače na celini označene z razstavljanjem pasu. Nasprotno pa jih ne posedujejo tisti, ki živijo na otokih. Raziskovalci so prišli do zaključka, da je morfološka razlika posledica različnih selektivnih pritiskov, ki so jim izpostavljene posamezne regije..

Na otokih se posamezniki običajno sončijo na površini skal v bližini obale plaže. Pokazalo se je, da odsotnost pasov olajša prikrivanje kamnin na otokih. To hipotezo bi lahko preverili s poskusi označevanja in ponovnega zajetja.

Zaradi tega prilagodljivega razloga bi pričakovali, da bo populacija otoka sestavljena izključno iz organizmov brez pasov. Vendar to ni res.

Vsaka generacija prihaja z novo skupino organizacij s skupinami s celine. V tem primeru migracija deluje kot sila, ki je v nasprotju z izbiro.

Reference

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., in Byers, B. E. (2004). Biologija: znanost in narava. Pearson Education.
  2. Curtis, H., in Schnek, A. (2006). Vabilo na biologijo. Ed Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., in Herron, J. C. (2002). Evolucijska analiza. Prenticeova dvorana.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Evolucija . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Mayr, E. (1997). Evolucija in raznolikost življenja: Izbrani eseji. Harvard University Press.
  7. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt South.