ALAPÍTÓ HATÁS: MIBŐL ÁLL, ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2025

Az alapító hatás a biológiában egy olyan jelenség, amely magában foglalja az egyének kis csoportjának elkülönítését a nagyobb népességből. Ha az egyének száma növekszik, akkor a génkészlet nem feltétlenül tükrözi pontosan azt a populációt, amely az őket kiváltotta.

A génkészlet változása a kezdeti populációhoz képest és a populáció variabilitásának csökkenése - bizonyos esetekben - a recesszív tönköly allélek gyakoriságának növekedéséhez vezet.

Forrás: Alapító_effekt.png: Felhasználó: Qz10-származékos munka: Zerodamage (Ez a fájl származik: Alapító hatása.png:), a Wikimedia Commonson keresztül

Ezért az orvosi szakirodalom tartalmazza az alapító hatás legjobb példáit, amikor a kis emberi populációk új környezetet gyarmatosítottak.

Amikor ezeknek a populációknak a mérete növekedett, génkészletük különbözik a populációtól, és a káros allélek aránya szintén jelentősen nagyobb. A legismertebb példa az Amish.

Gén vagy genetikai sodródás

A géncsere fogalma szorosan kapcsolódik az alapító hatáshoz.

Az evolúciós változást okozó mechanizmusok között szerepel a természetes szelekció és a genetikai drift. Ez utóbbi véletlen események révén megváltoztatja az allélek gyakoriságát a populációban.

A géneltolódás minden populációban előfordul, de kifejezettebb hatással rendelkezik, és kisebb populációkban gyorsabban hat. Nagy populációkban a véletlenszerűen bekövetkező események nem befolyásolják jelentősen a génkészletet.

Így a gének eltolódásának két oka vagy példája van: a népesség szűk keresztmetszetének hatása és az alapító hatás. Egyes szerzők az alapító hatást a szűk keresztmetszet különleges esetének tekintik.

Példák a gén sodródására

Ez az esemény a „mintavételi hiba” miatt fordul elő. Tegyük fel, hogy van egy táska 200 babval: 100 fehér és 100 fekete. Ha 10 babot extrahálok, akkor valószínűleg véletlenszerűen 6 fehér és 4 fekete lesz, és nem a várt arány: 5 és 5. Így működik a sodródás.

Ezt a példát az állatvilágra is extrapolálhatjuk. Tegyük fel, hogy emlősök populációja fehérekkel és mások fekete szőrmel rendelkezik.

Valószínűleg csak a feketeszőrű szaporodik meg - egy véletlen esemény megakadályozta a fehérszőrű végtagok szaporodását. Az allél gyakoriságának ez a sztochasztikus változása génvesztés.

A természetben előfordulhat egy környezeti katasztrófa következtében: egy lavina elmosta a fehérszőrös emlősök nagy részét.

Mikor jelentkezik az alapító hatás?

Az alapító hatás akkor fordul elő, amikor kevés egyed elszigeteli magát az „anyától” vagy a kezdeti populációtól, és új populációt képez egymás között. Az új kolonizátorok egyetlen párból vagy egyetlen megtermékenyített nőstényből állhatnak - mint a rovarok esetében is, amelyek tárolhatják a spermát.

A szigeteken élő különböző állatok populációja néhány olyan gyarmatosító leszármazottja, akik véletlenszerű elosztás útján érkeztek ezekre a területekre.

Ha az új populáció gyorsan növekszik, és jelentős méretet ér el, az allélek gyakorisága valószínűleg nem változik erőteljesen attól a populációtól függően, amelyik őket létrehozta, bár néhány ritka allél (például valamilyen betegséget vagy káros állapotot okozó) a alapítók.

Ha a kolónia kicsi, akkor a gén sodródása az allél gyakoriságának megváltoztatásával működik. A kolonizáló populáció kis mérete bizonyos esetekben a genetikai variáció és a heterozigózis elvesztéséhez vezethet.

Ezenkívül azt is figyelembe kell venni, hogy kis populációkban nagyobb a valószínűsége annak, hogy két rokon párosul, és ezáltal növekszik az összehangolás szintje.

Alapító hatás a laboratóriumban

Az 1950-es évek közepén két kutató, Dobzhansky és Pavlovsky kísérletileg kimutatta az alapító hatást. A terv a Drosophila pseudoobscura dipérán kontrollált populációinak elindításából állt.

A Drosophila nemzetség a biológiai laboratóriumokban végzett széles körű kísérletek fő alkotója, könnyebb termesztésének és generációk közötti rövid idejének köszönhetően.

Ezt a populációt egy másikból indítottuk, amely a harmadik kromoszóma bizonyos kromoszómális átrendeződésével járt, 50% -os gyakorisággal. Így kétféle populáció létezett: néhány nagy 5000 egyeddel kezdődött, mások csak 20-nal.

Körülbelül 18 generáció (kb. Másfél év) után a kromoszóma átrendeződésének átlagos gyakorisága mindkét populációban 0,3 volt. A kis populációkban azonban a variáció sokkal nagyobb volt.

Más szavakkal: kezdetben az alacsony alapítókkal rendelkező populációk a vizsgált átrendeződés gyakorisága szempontjából jelentős különbségeket okoztak a populációk között.

Forrás: Bbski, a Wikimedia Commonsból

Példa az emberi populációkban

Az alapító hatás egy olyan jelenség, amely alkalmazható az emberi populációkra. Valójában ez a kolonizációs esemény magyarázza az öröklött rendellenességek magas gyakoriságát kis izolált populációkban.

Migrációk a kis szigetekre

A 19. század elején egy kicsit több mint tucat egyén Angliából költözött az Atlanti-óceánon található szigetre. Ez az embercsoport a szigeten kezdte az életét, ahol szaporodtak és új populációt hoztak létre.

Arra gondolunk, hogy az egyik eredeti "alapító" hordozta a látást befolyásoló állapot recesszív allélját, amelyet pigmentális rhytinitisnek hívnak.

1960-ban, amikor a népesség már sokkal nagyobb létszámot - 240 leszármazottat - ért el, ezek közül négy szenved a fent említett állapottól. Ez az arány körülbelül tízszeresére növekszik, mint az alapítók alapjául szolgáló népesség.

Az amish

Az amiátok vallási csoportok, amellett, hogy egyszerű életmódjukról ismertek és távol állnak a modern kényelmi körülményektől, nagy recesszív káros allélekkel vannak megkülönböztetve. A 18. században egyének egy kis csoportja vándorolt ​​Németországból Svájcba és onnan az Amerikai Egyesült Államokba.

Az Amiszban nagyon gyakran előforduló homozigóta patológiák közül kiemelkedik a törpék és a poliaktilizmus - olyan állapot, amikor az egyének ötnél több ujjal születnek.

Becslések szerint a népesség 13% -a hordozza ezt a káros állapotot okozó recessziós allél. Rendkívül magas frekvenciák, ha összehasonlítjuk azokat az emberi népességgel, amelyik őket kiváltotta.

Forrás: Gadjoboy, a flickr.com oldaláról - https://www.flickr.com/photos/gadjoboy/, a Wikimedia Commonson keresztül

Irodalom

1. Audesirk, T., Audesirk, G. és Byers, BE (2004). Biológia: tudomány és természet. Pearson oktatás.
2. Curtis, H. és Schnek, A. (2006). Meghívó a biológiához. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., és Herron, JC (2002). Evolúciós elemzés. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolúció. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei (15. kötet). New York: McGraw-Hill.
6. Mayr, E. (1997). Az élet evolúciója és sokszínűsége: Kiválasztott esszék. Harvard University Press.
7. Rice, S. (2007). Az evolúció enciklopédia. Tények az aktában.
8. Russell, P., Hertz, P. és McMillan, B. (2013). Biológia: A dinamikus tudomány. Nelson Education.
9. Soler, M. (2002). Evolúció: a biológia alapja. Déli projekt.