- A génáramlás mechanizmusai
- Migráció és a Hardy-Weinberg egyensúly
- Változnak az allél frekvenciái?
- A génáramlás következményei
- A génáramlás és a fajok fogalma
- Példa
- Irodalom
A gének áramlása vagy a génáramlás a biológiában a gének egyik populációról a másikra történő mozgására utal. Általában a kifejezést a migrációs folyamat szinonimájaként használják - evolúciós értelemben.
A migráció a szokásos használatában az egyének szezonális mozgását írja le egyik régióból a másikba, jobb körülmények keresése vagy reproduktív célokra. Egy evolúciós biológus számára azonban a migráció az allélek átvitelét jelenti egy génkészletből a populációk között.
Forrás: Jessica Krueger, a Wikimedia Commonsból
A népesség genetikájának fényében az evolúciót úgy definiálják, mint az allél gyakoriságának időbeli változását.
A Hardy-Weinberg egyensúly elveit követve, a gyakoriság változhat, amikor csak van: szelekció, mutáció, sodródás és génáramlás. Ezért a génáramlást nagy jelentőségű evolúciós erőnek tekintik.
A génáramlás mechanizmusai
Azok a mechanizmusok és okok, amelyek a gének mozgását okozzák egy populációban, szorosan összekapcsolódnak a vizsgált csoport belső tulajdonságaival. Előfordulhat, hogy egyes egyének reproduktív állapotban lévő bevándorlás vagy kivándorlás miatt, vagy a ivarsejtek mozgásának következménye lehet.
Például az egyik mechanizmus lehet az állatfaj fiatalkori formáinak időnkénti elterjesztése távoli populációkba.
Növények esetében a mechanizmusok könnyebben rögzíthetők. A növényi ivarsejteket különféle módon szállítják. Egyes vonalak abiotikus mechanizmusokat használnak, mint például a víz vagy a szél, amelyek géneket vihetnek át a távoli populációkba.
Hasonlóképpen van biotikus diszperzió. Sok aggódó állat vesz részt a magok diszpergálásában. Például a trópusokon a madarak és a denevérek kulcsszerepet játszanak az ökoszisztémák szempontjából nagy jelentőségű növények elterjedésében.
Más szavakkal, a vándorlási sebesség és a génáramlás a vizsgált vonal terjedési képességétől függ.
Migráció és a Hardy-Weinberg egyensúly
A migrációnak a Hardy-Weinberg egyensúlyra gyakorolt hatásainak tanulmányozására gyakran alkalmazzák a szigeti modellt (sziget-kontinens migrációs modell).
Mivel a sziget népessége viszonylag kicsi a szárazföld lakosságához képest, a szigetről a szárazföldre történő bármilyen génátvitel nincs hatással a szárazföld genotípusára és allélfrekvenciájára.
Ezért a génáramlásnak csak egy irányban lenne hatása: a szárazföldről a szigetre.
Változnak az allél frekvenciái?
A szigetre való vándorlás hatásának megértése érdekében vegye fontolóra egy hipotetikus példát egy lókuszra, amelynek két A 1 és A 2 allélja van. Meg kell tudnunk, hogy a géneknek a szigetre történő mozgása változást okoz-e az allélfrekvenciákban.
Tegyük fel, hogy az A 1 allél gyakorisága egyenlő 1-vel - ami azt jelenti, hogy rögzítve van a populációban, míg a kontinentális populációban az A 2 allél van rögzítve. A szigeten az egyének érése előtt 200 egyed vándorol a szigetre.
A génáramlás után a frekvencia megváltozik, és most 80% lesz "natív", míg 20% -a új vagy kontinentális. Ezzel az egyszerű példával megmutathatjuk, hogy a génmozgás miként vezet az allél frekvenciaváltozáshoz - ez az evolúció kulcsfogalma.
A génáramlás következményei
Ha két populáció között jelentős génáramlás tapasztalható, az egyik leg intuitívabb következménye az, hogy ez a folyamat felelős a két populáció közötti lehetséges különbségek hígításáért.
Ilyen módon a génáramlás ellentétes irányban működhet más evolúciós erőkkel szemben, amelyek a genetikai rezervoárok összetételében különbségeket akarnak fenntartani. Mint például a természetes szelekció mechanizmusa.
A második következmény a jótékony allélek terjedése. Tegyük fel, hogy mutációval új allél lép fel, amely bizonyos szelektív előnyt biztosít hordozói számára. Ha vándorlás következik be, az új allél új populációkba kerül.
A génáramlás és a fajok fogalma
A fajok biológiai fogalma széles körben ismert és minden bizonnyal a legszélesebb körben alkalmazott. Ez a meghatározás illeszkedik a populációgenetika fogalmi sémájához, mivel magában foglalja a génkészletet - az egységet, ahol az allélfrekvencia megváltozik.
Ilyen módon, a meghatározás szerint, a gének nem mozognak egyik fajról a másikra - nincs génáramlás -, és ezért a fajok bizonyos tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a megkülönböztetést. Ezt az ötletet követve a génáramlás megmagyarázza, hogy a fajok miért alkotnak „klasztert” vagy fenétikus csoportot.
Ezenkívül a génáramlás megszakítása kritikus következményekkel jár az evolúciós biológiában: ez a legtöbb esetben specifikációs eseményekhez vagy új fajok kialakulásához vezet. A gének áramlását különböző tényezők megszakíthatják, például egy földrajzi akadály megléte, az udvari szintű preferenciák, többek között a mechanizmusok között.
A fordított helyzet igaz: a génáramlás megléte hozzájárul a régió összes organizmusához, amely egyetlen fajként marad.
Példa
A Nerodia sipedon kígyó vándorlása egy jól dokumentált eset a génáramlásról a kontinentális népességről egy szigetre.
A faj polimorf: jelentős sávos mintázattal rendelkezik, vagy egyáltalán nem lehet sáv. Egyszerűsítve a színezést egy lókusz és két allél határozza meg.
Általánosságban elmondható, hogy a kontinens kígyói jellemzően a sávok mintázatának bemutatása. Ezzel szemben a szigeteken lakók nem rendelkeznek velük. A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a morfológiai különbség az egyes régiók eltérő szelektív nyomásának köszönhető.
A szigeteken az egyének hajlamosak napozni a sziklák felületére a strand partja közelében. A sávok hiánya bizonyította, hogy megkönnyíti a álcázást a szigetek szikláin. Ezt a hipotézist címkézési és visszatelepítési kísérletekkel tesztelhetjük.
Ezen adaptív okok miatt azt várhatjuk el, hogy a sziget lakosságát kizárólag nem kötött szervezetek alkotják. Ez azonban nem igaz.
Mindegyik generáció a kontinensről a sávos organizmusok új csoportját hozza. Ebben az esetben a migráció erőként hat a szelekcióval szemben.
Irodalom
- Audesirk, T., Audesirk, G. és Byers, BE (2004). Biológia: tudomány és természet. Pearson oktatás.
- Curtis, H. és Schnek, A. (2006). Meghívó a biológiához. Panamerican Medical Ed.
- Freeman, S., és Herron, JC (2002). Evolúciós elemzés. Prentice Hall.
- Futuyma, DJ (2005). Evolúció. Sinauer.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei (15. kötet). New York: McGraw-Hill.
- Mayr, E. (1997). Az élet evolúciója és sokszínűsége: Kiválasztott esszék. Harvard University Press.
- Soler, M. (2002). Evolúció: a biológia alapja. Déli projekt.