Механізм потоку генів, наслідки і приклади



The потік гена або потік гена, в біології, відноситься до руху генів від однієї популяції до іншої. Взагалі, цей термін використовується як синонім міграційного процесу - в його еволюційному сенсі.

У своїй спільній практиці міграція описує сезонний рух осіб з одного регіону в інший, у пошуках кращих умов або з репродуктивними цілями. Однак для еволюційного біолога міграція передбачає передачу алелей з набору генів між популяціями.

У світлі популяційної генетики еволюція визначається як зміна частот алелів у часі.

Дотримуючись принципів рівноваги Харді-Вайнберга, частоти будуть змінюватись, коли є: селекція, мутація, дрейф і потік гена. Тому генний потік вважається еволюційною силою, що має велике значення.

Індекс

  • 1 Механізми потоку генів
  • 2 Міграція та баланс Харді-Вайнберга
    • 2.1 Чи змінюються частоти алелів?
  • 3 Наслідки потоку генів
  • 4 Генний потік і поняття видів
  • 5 Приклад
  • 6 Посилання

Механізми потоку генів

Механізми і причини, що викликають рух генів у популяції, тісно пов'язані з притаманними їм характеристиками досліджуваної групи. Це може відбуватися внаслідок імміграції або еміграції окремих осіб у стані відтворення або, внаслідок пересування в гаметах.

Наприклад, одним з механізмів може бути випадкове розсіювання ювенільних форм тварин у віддалені популяції.

У випадку рослин, механізми легше визначити. Гамети рослин транспортуються різними способами. Деякі лінії використовують абіотичні механізми, такі як вода або вітер, які можуть приймати гени до віддалених популяцій.

Так само існує біотична дисперсія. У диспергуванні насіння беруть участь багато ягідних тварин. Наприклад, у тропіках птахи та кажани грають вирішальну роль у розгоні рослин, що мають велике значення для екосистем.

Іншими словами, швидкість міграції і потік генів залежить від розсіювальної здатності досліджуваного роду.

Міграція і баланс Харді-Вайнберга

Для вивчення впливу міграції на рівновагу Харді-Вайнберга модель острова часто використовується як спрощення (модель міграції острів-континент)..

Оскільки популяція острова відносно мала, порівняно з населенням материка, будь-який крок генів від острова до континенту не впливає на генотипічні і алельні частоти континенту..

З цієї причини потік гена буде діяти тільки в одному напрямку: від континенту до острова.

Чи змінюються частоти алелів?

Щоб зрозуміти вплив міграційного події на острів, розглянемо гіпотетичний приклад локусу з двома алелями A1 і A2. Ми повинні з'ясувати, чи рух генів до острова викликає зміни частот алелів.

Припустимо, що частота алеля A1 дорівнює 1 - це означає, що вона зафіксована в популяції, а в континентальній популяції - алель A2 той, який зафіксований. До дозрівання особистості острова 200 осіб переходять до цього.

Після потоку генів частоти будуть змінені, і тепер 80% будуть «нативними», 20% - новими або континентальними. У цьому простому прикладі ми можемо показати, як рух генів призводить до зміни алельних частот - ключового поняття в еволюції.

Наслідки потоку гена

Коли між двома популяціями спостерігається помітний потік гена, одним з найбільш інтуїтивних наслідків є те, що цей процес відповідає за розбавлення можливих відмінностей між двома популяціями.

Таким чином, потік гена може діяти в протилежному напрямку до інших еволюційних сил, які прагнуть зберегти відмінності у складі генетичних резервуарів. Як механізм природного відбору, наприклад.

Другим наслідком є ​​поширення корисних алелей. Припустимо, що шляхом мутації виникає новий алель, який дає певну виборчу перевагу її носіям. Коли існує міграція, новий алель транспортується до нових популяцій.

Потік гена і поняття видів

Біологічна концепція виду широко відома і, безумовно, найчастіше використовується. Це визначення відповідає концептуальній схемі популяційної генетики, оскільки вона включає генофонд - одиницю, де змінюються алельні частоти.

Таким чином, за визначенням, гени не переходять від одного виду до іншого - немає потоку генів - і з цієї причини види мають певні характеристики, які дозволяють їх диференціювати. Слідуючи цій лінії ідей, потік гена пояснює, чому види формують "кластера"Або фенетична група.

Крім того, переривання потоку генів має вирішальні наслідки в еволюційній біології: це призводить - у більшості випадків - до подій видоутворення або утворення нових видів. Потік генів може бути перерваний різними факторами, такими як існування географічного бар'єру, переваг на рівні залицяння, серед інших механізмів.

Протилежне також вірно: існування потоку генів сприяє утриманню всіх організмів у регіоні як окремого виду.

Приклад

Міграція змії Nerodia sipedon є добре задокументованим випадком потоку генів від континентальної популяції до острова.

Вигляд поліморфний: він може представляти собою значну смугу обв'язки або не представляти будь-якої смуги. У спрощенні забарвлення визначається локусом і двома алелями.

У загальних рисах змії континенту характеризуються показом смугового малюнка. Навпаки, ті, хто мешкає на островах, не володіють ними. Дослідники прийшли до висновку, що морфологічна різниця обумовлена ​​різними селективними тисками, яким піддається кожний регіон..

На островах люди зазвичай засмагають на поверхні скель біля берега пляжу. Було показано, що відсутність смуг полегшує камуфляж на скелях островів. Цю гіпотезу можна було перевірити за допомогою експериментів з тегами та повторним захопленням.

З огляду на цю адаптивну причину, ми очікуємо, що населення острова буде складатися виключно з організмів без смуг. Однак це не так.

Кожне покоління приходить нова група організацій з групами з континенту. У цьому випадку міграція діє як сила, що суперечить відбору.

Список літератури

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B.E. (2004). Біологія: наука і природа. Освіта Пірсона.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Запрошення до біології. Ed. Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Еволюційний аналіз. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Еволюція . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Інтегровані принципи зоології (Том 15). Нью-Йорк: McGraw-Hill.
  6. Mayr, E. (1997). Еволюція та різноманітність життя: Вибрані есе. Преса Гарвардського університету.
  7. Soler, M. (2002). Еволюція: основа біології. Південний проект.