Geenivoolu mehhanism, tagajärjed ja näited



The geenivoog või geenivoog bioloogias viitab geenide liikumisele ühest populatsioonist teise. Üldiselt kasutatakse seda mõistet rändeprotsessi sünonüümina - selle evolutsioonilises mõttes.

Oma ühises kasutuses kirjeldab ränne üksikisikute hooajalist liikumist ühest piirkonnast teise, otsides paremaid tingimusi või reproduktiivsetel eesmärkidel. Kuid evolutsioonilise bioloogi puhul hõlmab migratsioon alleelide ülekandmist populatsioonide geenide hulgast.

Rahvastiku geneetika valguses on evolutsioon defineeritud kui alleeli sageduste muutus aja jooksul.

Järgides Hardy-Weinbergi tasakaalu põhimõtteid, varieeruvad sagedused alati: valik, mutatsioon, triiv ja geenivoog. Seetõttu peetakse geenivoogu väga tähtsaks evolutsiooniliseks jõuks.

Indeks

  • 1 Geenivoo mehhanismid
  • 2 Ränne ja Hardy-Weinbergi tasakaal
    • 2.1 Kas alleeli sagedused on erinevad?
  • 3 Geenivoo tagajärjed
  • 4 Geenivoog ja liikide mõiste
  • 5 Näide
  • 6 Viited

Geenivoo mehhanismid

Mehhanismid ja põhjused, mis põhjustavad geenide liikumist populatsioonis, on tugevalt seotud uuringurühma iseloomulike omadustega. See võib toimuda teatud isikute sisserände või väljarände tõttu paljunemisjärgus või sugurakkude liikumise tulemusena..

Näiteks võib üks mehhanism olla loomaliigi noorte vormide aeg-ajalt hajutamine kaugesse populatsiooni.

Taimede puhul on mehhanismid kergemini kindlaks määrata. Taimede sugurakke veetakse erinevalt. Mõned liigid kasutavad abiootilisi mehhanisme, nagu vesi või tuul, mis võivad võtta geene kaugesse populatsiooni.

Samamoodi on olemas biootiline dispersioon. Seemnete hajutamisel osalevad mitmed hõredad loomad. Näiteks troopikas mängivad linnud ja nahkhiired olulist rolli ökosüsteemidele väga oluliste taimede hajutamisel.

Teisisõnu sõltub rände ja geenivoo kiirus uuritava liini levimisvõimest.

Hardy-Weinbergi ränne ja tasakaal

Et uurida migratsiooni mõju Hardy-Weinbergi tasakaalule, kasutatakse saare mudelit sageli lihtsustamiseks (saare-mandri rände mudel)..

Kuna saare elanikkond on mandri elanikkonnaga võrreldes suhteliselt väike, ei mõjuta ükskõik milline geenide samm saarelt kontinendini kontinendi genotüüpseid ja alleelseid sagedusi..

Sel põhjusel toimiks geenivoog ainult ühes suunas: mandrilt saarele.

Kas alleeli sagedused varieeruvad?

Selleks, et mõista rändetegevuse mõju saarele, kaaluge hüpoteetilist näidet kahe alleeliga lookusest A1 ja A2. Peame leidma, kas geenide liikumine saarele põhjustab alleeli sageduste erinevusi.

Oletame, et alleeli sagedus A1 on võrdne 1-ga, mis tähendab, et see on fikseeritud populatsioonis, samas kui mandrilises populatsioonis on see alleel A2 see, mis on fikseeritud. Enne saare üksikisikute küpsemist siirduvad 200 inimest.

Pärast geenivoo muutmist muudetakse sagedusi ja nüüd on 80% natiivne, samas kui 20% on uus või mandriosa. Selle lihtsa näite abil saame näidata, kuidas geenide liikumine toob kaasa alleelse sageduse muutumise - evolutsiooni peamine kontseptsioon.

Geenivoo tagajärjed

Kui kahe populatsiooni vahel on märgatav geenivoog, on üks intuitiivsemaid tagajärgi see, et see protsess vastutab võimalike erinevuste lahjendamise eest mõlema populatsiooni vahel.

Sel viisil võib geenivoog toimida vastupidises suunas teiste evolutsiooniliste jõudude suhtes, mis püüavad säilitada erinevusi geneetiliste reservuaaride koostises. Näiteks loodusliku valiku mehhanismina.

Teine tagajärg on kasulike alleelide levitamine. Oletame, et mutatsiooniga ilmneb uus alleel, mis annab oma kandjatele teatud selektiivse eelise. Rände olemasolu korral transporditakse uus alleel uutesse populatsioonidesse.

Geenivoog ja liikide mõiste

Liikide bioloogiline mõiste on laialt tuntud ja see on kindlasti kõige levinum. See määratlus sobib populatsioonigeneetika kontseptuaalse skeemiga, kuna see hõlmab geenifondi üksust, kus alleelsed sagedused muutuvad.

Sel moel ei liigu geenid ühest liigist teise - geenivool puudub - ja sel põhjusel on liikidel teatavad omadused, mis võimaldavad neid diferentseerida. Sellest ideest lähtudes selgitab geenivoog, miks liigid moodustavad a.klaster"Või phenetiline rühm.

Lisaks on geenivoo katkestamisel oluline mõju evolutsioonilisele bioloogiale: see viib enamikul juhtudel uute liikide spekuleerimise või moodustumise sündmustele. Geenide voolu võivad katkestada erinevad tegurid, näiteks geograafilise barjääri olemasolu, teiste mehhanismide eelistuste järgi..

Vastupidine on ka tõsi: geenivoo olemasolu aitab hoida kõiki organisme ühe piirkonnana.

Näide

Madu ränne Nerodia sipedon on hästi dokumenteeritud juhtum, kus geen voolab mandri elanikkonnast saarele.

Liik on polümorfne: see võib kujutada endast märkimisväärset ribakujundust või ei esine ühtegi riba. Lihtsustamisel määrab värvuse lookus ja kaks alleeli.

Üldiselt on kontinendi maod iseloomustatud bändimustriga. Seevastu saared ei ela neid. Teadlased on jõudnud järeldusele, et morfoloogiline erinevus tuleneb erinevatest selektiivsetest survetest, mida iga piirkond mõjutab.

Saartel saavad inimesed päikese käes rannas kaldal asuvate kivide pinnal. Näidati, et ansambli puudumine hõlbustab saarte kividega varjamist. Seda hüpoteesi saab kontrollida märgistamise ja taaskasutamise katsetega.

Sellise kohanemisvõime tõttu ootaksime, et saare elanikkond koosneks eranditult ansambliteta organismidest. See ei ole aga tõsi.

Igal põlvkonnal on uus grupp organisatsioone, millel on mandrilauad. Sellisel juhul toimib ränne valikuga vastuolus olevana jõuna.

Viited

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., ja Byers, B.E. (2004). Bioloogia: teadus ja loodus. Pearson Education.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Kutse bioloogiasse. Ed. Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolutsiooniline analüüs. Prentice'i saal.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Evolutsioon . Sinauer.
  5. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Zooloogia integreeritud põhimõtted (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Mayr, E. (1997). Evolutsioon ja elu mitmekesisus: valitud esseed. Harvardi ülikooli ajakirjandus.
  7. Soler, M. (2002). Evolutsioon: bioloogia alus. Lõuna-projekt.