Ця стаття є сирим з іншої мови. Можливо, вона створена за допомогою машинного перекладу або перекладачем, який недостатньо володіє обома мовами. |
Генетичний дрейф у популяції є одним із ключових механізмів який впливає на рухливість еволюційного процесу в популяції. У цьому випадку за рахунок змін частот генів в популяції через покоління ми маємо можливість спостерігати істотні зміни в розподілі алельних комбінацій в цій популяції. Генетичний дрейф може існувати в групах чи певних генетичних спільнотах, які необмежені в своєму розмірі, проте найбільш ефективний він у малих групах
Генетичний дрейф-ефект цікавий тим, що може бути результатом як втрати деякого алеля, так і фіксацією чи підняттям алелю до 100 % частотності його в створеній родині .Відомо коли популяція істотно зменшується в розмірі за допомогою природних катаклізмів чи інших чинників йдеться про bottle effect of population, а коли відбувається розходження малої групи істот від великої сімейного групування для пошуку нових колоній — founder effect
Давайте зробимо ідею дрейфу більш конкретною і наглядною, розглянувши один цікавий приклад. Припустимо, ми маємо дуже малу популяцію карликових кроликів, яка складається з 8000 особин коричневого кольору (генотип BB або Bb) і 2000 особин білого кольору (генотип bb). Спочатку частоти алелів B і b рівні. Тож позначимо що частота кролів з B аллелем буде q, а для b буде p і вони рівні між собою 50 на 50.Надалі будемо розглядати їхні зміни частот конкретних аллелей в другому і третьому поколінні і побачимо, що з себе представляє цей генетичний дрейф для малих кролів бурого та білого забарвлення.
Отже як результат в другому поколінні кролі будуть мати співвідношення q до p буде інакшим а саме 7 до 3 оскільки кролів BB стало більше в родині. Переглядаючи кролів в третьому поколінні ми спостерігаємо, що співвідношення аллелей має чіткий вигляд 1 до 0 , тобто 100 домінування тільки B аллелю в цій популяції(частота цього аллелю є максимальною(third generation).Зрозуміло, що і колір кролів змінюється на лише бурий окрас цих дослідних кролів. У цій серії подій, до третього покоління, алель b повністю втрачається серед населення диких кролів. Більш великі популяції кролів навряд чи швидко зміняться в результаті генетичного дрейфу. Наприклад, якщо ми простежили популяцію 10000 кроликів (замість 100), то набагато менше шансів, що алель b буде втрачений (і що алель B досягне 100 %(частота відсотків або фіксація) через такий короткий проміжок часу. Якби лише половина з 10000 кроликів вижила для розмноження, як у першому поколінні наведеного вище прикладу, кролики мали б тенденцію набагато точніше і якісніше відображати частоти бажаних алелів вихідної популяції — тому що зразок буде набагато більшим. Генетичний дрейф, на відміну від природного (селективного) добору, не враховує користь та перевагу (або шкоду) алеля для людини, яка є його активним носієм. Тобто корисний алель може бути втрачений чи елімінований, або злегка шкідливий алель може стати більш фіксованим, абсолютно випадково. Корисний або шкідливий алель може підлягати селекції, як і дрейфу, але дуже сильний дрейф (наприклад, у дуже невеликої(занадто малій популяції) все одно може спричинити фіксацію поганого алелю або втрату корисного.
Ефект вузького місця і ефект засновника
Ефект вузького місця — це гарний приклад генетичного дрейфу, який трапляється, коли чисельність популяції починає сильно зменшуватися(2). Такі стрімкі події, як стихійні лиха (землетруси, повені, пожежі в лісових смугах), можуть знищити населення, вбивши більшість людей і залишивши за собою невеликий випадковий асортимент тих, хто вижив(1).Частота алелів у цій групі може сильно відрізнятися від частоти популяції до події, а деякі алелі можуть повністю бути відсутні(1). Менша популяція також буде більш сприйнятливою до наслідків генетичного дрейфу поколіннями (доки їх кількість не нормалізується), що потенційно може призвести до втрати ще більшої кількості алелей. Як подія bottleneck effect може зменшити генетичне різноманіття?(4).Уявіть собі пляшку, наповнену мармуром, де мармур представляє людей у популяції. Якщо відбувається подія вузького місця, невеликий випадковий асортимент людей переживає подію і проходить через вузьке місце (і в чашку), тоді як переважна більшість населення помирає (залишається в пляшці)(7). Зараз генетичний склад випадкових осіб які вижили є генетичним складом всієї нової популяції.
Ефект засновника — ще один надзвичайний приклад дрейфу, який виникає, коли невелика група особи відривається від більшої популяції, щоб побудувати нову колонію. Нова колонія ізольована від вихідної популяції, і особини-засновники можуть не представляти повного генетичного різноманіття вихідної популяції. Тобто, алелі в основоположній популяції можуть бути присутніми на різних частотах, ніж у вихідній популяції, а деякі алелі можуть взагалі еліміновані. Ефект засновника за своїм поняттям схожий на ефект вузького місця, але він виникає за допомогою іншого механізму (колонізація, а не катастрофа).
Висновок
- У невеликих популяціях випадкові зміни частот алелів можуть істотно впливати на «виживання» будь-якого алелю, незалежно від його адаптивної властивості; це явище — генетичний дрейф.
- Генетичний дрейф призводить, в деяких випадках, до вимирання алелю або великої популяції.
- Крім того, генетичний дрейф є причиною швидкого розвитку популяції.
- В результаті вузького місця катастрофа, хвороба чи переслідування можуть різко зменшити чисельність популяції та генетичні зміни, збільшивши її сприйнятливість до наслідків генетичного дрейфу.
- В результаті засновника, мала група залишає більшу кількість населення для колонізації нової території. Знову ж таки, генетичний дрейф може призвести до втрати генетичного біорізноманіття, вимирання або швидкої еволюції.
- Генетичний дрейф є головна причина еволюції у популяціях невеликого розміру, але результати в основному зумовлені випадковістю.
Список літератури
- "Population size and genetic drift, " by Douglas Wilkin and Barbara Akre, CK-12 Foundation, CC BY-NC 3.0.
- Krempels, Dana. (2006). Why spay or neuter my rabbit? In Houserabbit adoption, rescue, and education. Retrieved from http://www.bio.miami.edu/hare/scary.html.
- Haw, J. (2013, May 24). Northern elephant seals: Increasing population, decreasing biodiversity. In Scientific american. Retrieved from http://blogs.scientificamerican.com/expeditions/northern-elephant-seals-increasing-population-decreasing-biodiversity/.
- Genetic drift and the founder effect. (2001). In Evolution. Retrieved from http://www.pbs.org/wgbh/evolution/library/06/3/l_063_03.html.
- Genetic drift. (2016, April 19). Retrieved May 19, 2016 from Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_drift.
- Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H., and Heller, H. C. (2003). Genetic drift may cause large changes in small populations. In Life: The science of biology (7th ed., pp. 468—469).
- Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R.B. Genetic drift. In Campbell biology (10th ed., pp. 488—490). San Francisco.
Це незавершена стаття з генетики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Cya stattya ye sirim perekladom z inshoyi movi Mozhlivo vona stvorena za dopomogoyu mashinnogo perekladu abo perekladachem yakij nedostatno volodiye oboma movami Bud laska dopomozhit polipshiti pereklad Genetichnij drejf u populyaciyi ye odnim iz klyuchovih mehanizmiv yakij vplivaye na ruhlivist evolyucijnogo procesu v populyaciyi U comu vipadku za rahunok zmin chastot geniv v populyaciyi cherez pokolinnya mi mayemo mozhlivist sposterigati istotni zmini v rozpodili alelnih kombinacij v cij populyaciyi Genetichnij drejf mozhe isnuvati v grupah chi pevnih genetichnih spilnotah yaki neobmezheni v svoyemu rozmiri prote najbilsh efektivnij vin u malih grupah Genetichnij drejf efekt cikavij tim sho mozhe buti rezultatom yak vtrati deyakogo alelya tak i fiksaciyeyu chi pidnyattyam alelyu do 100 chastotnosti jogo v stvorenij rodini Vidomo koli populyaciya istotno zmenshuyetsya v rozmiri za dopomogoyu prirodnih kataklizmiv chi inshih chinnikiv jdetsya pro bottle effect of population a koli vidbuvayetsya rozhodzhennya maloyi grupi istot vid velikoyi simejnogo grupuvannya dlya poshuku novih kolonij founder effect Davajte zrobimo ideyu drejfu bilsh konkretnoyu i naglyadnoyu rozglyanuvshi odin cikavij priklad Pripustimo mi mayemo duzhe malu populyaciyu karlikovih krolikiv yaka skladayetsya z 8000 osobin korichnevogo koloru genotip BB abo Bb i 2000 osobin bilogo koloru genotip bb Spochatku chastoti aleliv B i b rivni Tozh poznachimo sho chastota kroliv z B allelem bude q a dlya b bude p i voni rivni mizh soboyu 50 na 50 Nadali budemo rozglyadati yihni zmini chastot konkretnih allelej v drugomu i tretomu pokolinni i pobachimo sho z sebe predstavlyaye cej genetichnij drejf dlya malih kroliv burogo ta bilogo zabarvlennya Otzhe yak rezultat v drugomu pokolinni kroli budut mati spivvidnoshennya q do p bude inakshim a same 7 do 3 oskilki kroliv BB stalo bilshe v rodini Pereglyadayuchi kroliv v tretomu pokolinni mi sposterigayemo sho spivvidnoshennya allelej maye chitkij viglyad 1 do 0 tobto 100 dominuvannya tilki B allelyu v cij populyaciyi chastota cogo allelyu ye maksimalnoyu third generation Zrozumilo sho i kolir kroliv zminyuyetsya na lishe burij okras cih doslidnih kroliv U cij seriyi podij do tretogo pokolinnya alel b povnistyu vtrachayetsya sered naselennya dikih kroliv Bilsh veliki populyaciyi kroliv navryad chi shvidko zminyatsya v rezultati genetichnogo drejfu Napriklad yaksho mi prostezhili populyaciyu 10000 krolikiv zamist 100 to nabagato menshe shansiv sho alel b bude vtrachenij i sho alel B dosyagne 100 chastota vidsotkiv abo fiksaciya cherez takij korotkij promizhok chasu Yakbi lishe polovina z 10000 krolikiv vizhila dlya rozmnozhennya yak u pershomu pokolinni navedenogo vishe prikladu kroliki mali b tendenciyu nabagato tochnishe i yakisnishe vidobrazhati chastoti bazhanih aleliv vihidnoyi populyaciyi tomu sho zrazok bude nabagato bilshim Genetichnij drejf na vidminu vid prirodnogo selektivnogo doboru ne vrahovuye korist ta perevagu abo shkodu alelya dlya lyudini yaka ye jogo aktivnim nosiyem Tobto korisnij alel mozhe buti vtrachenij chi eliminovanij abo zlegka shkidlivij alel mozhe stati bilsh fiksovanim absolyutno vipadkovo Korisnij abo shkidlivij alel mozhe pidlyagati selekciyi yak i drejfu ale duzhe silnij drejf napriklad u duzhe nevelikoyi zanadto malij populyaciyi vse odno mozhe sprichiniti fiksaciyu poganogo alelyu abo vtratu korisnogo Efekt vuzkogo miscya i efekt zasnovnikaEfekt vuzkogo miscya ce garnij priklad genetichnogo drejfu yakij traplyayetsya koli chiselnist populyaciyi pochinaye silno zmenshuvatisya 2 Taki strimki podiyi yak stihijni liha zemletrusi poveni pozhezhi v lisovih smugah mozhut znishiti naselennya vbivshi bilshist lyudej i zalishivshi za soboyu nevelikij vipadkovij asortiment tih hto vizhiv 1 Chastota aleliv u cij grupi mozhe silno vidriznyatisya vid chastoti populyaciyi do podiyi a deyaki aleli mozhut povnistyu buti vidsutni 1 Mensha populyaciya takozh bude bilsh sprijnyatlivoyu do naslidkiv genetichnogo drejfu pokolinnyami doki yih kilkist ne normalizuyetsya sho potencijno mozhe prizvesti do vtrati she bilshoyi kilkosti alelej Yak podiya bottleneck effect mozhe zmenshiti genetichne riznomanittya 4 Uyavit sobi plyashku napovnenu marmurom de marmur predstavlyaye lyudej u populyaciyi Yaksho vidbuvayetsya podiya vuzkogo miscya nevelikij vipadkovij asortiment lyudej perezhivaye podiyu i prohodit cherez vuzke misce i v chashku todi yak perevazhna bilshist naselennya pomiraye zalishayetsya v plyashci 7 Zaraz genetichnij sklad vipadkovih osib yaki vizhili ye genetichnim skladom vsiyeyi novoyi populyaciyi Efekt zasnovnika she odin nadzvichajnij priklad drejfu yakij vinikaye koli nevelika grupa osobi vidrivayetsya vid bilshoyi populyaciyi shob pobuduvati novu koloniyu Nova koloniya izolovana vid vihidnoyi populyaciyi i osobini zasnovniki mozhut ne predstavlyati povnogo genetichnogo riznomanittya vihidnoyi populyaciyi Tobto aleli v osnovopolozhnij populyaciyi mozhut buti prisutnimi na riznih chastotah nizh u vihidnij populyaciyi a deyaki aleli mozhut vzagali eliminovani Efekt zasnovnika za svoyim ponyattyam shozhij na efekt vuzkogo miscya ale vin vinikaye za dopomogoyu inshogo mehanizmu kolonizaciya a ne katastrofa Visnovok U nevelikih populyaciyah vipadkovi zmini chastot aleliv mozhut istotno vplivati na vizhivannya bud yakogo alelyu nezalezhno vid jogo adaptivnoyi vlastivosti ce yavishe genetichnij drejf Genetichnij drejf prizvodit v deyakih vipadkah do vimirannya alelyu abo velikoyi populyaciyi Krim togo genetichnij drejf ye prichinoyu shvidkogo rozvitku populyaciyi V rezultati vuzkogo miscya katastrofa hvoroba chi peresliduvannya mozhut rizko zmenshiti chiselnist populyaciyi ta genetichni zmini zbilshivshi yiyi sprijnyatlivist do naslidkiv genetichnogo drejfu V rezultati zasnovnika mala grupa zalishaye bilshu kilkist naselennya dlya kolonizaciyi novoyi teritoriyi Znovu zh taki genetichnij drejf mozhe prizvesti do vtrati genetichnogo bioriznomanittya vimirannya abo shvidkoyi evolyuciyi Genetichnij drejf ye golovna prichina evolyuciyi u populyaciyah nevelikogo rozmiru ale rezultati v osnovnomu zumovleni vipadkovistyu Spisok literaturi Population size and genetic drift by Douglas Wilkin and Barbara Akre CK 12 Foundation CC BY NC 3 0 Krempels Dana 2006 Why spay or neuter my rabbit In Houserabbit adoption rescue and education Retrieved from http www bio miami edu hare scary html Haw J 2013 May 24 Northern elephant seals Increasing population decreasing biodiversity In Scientific american Retrieved from http blogs scientificamerican com expeditions northern elephant seals increasing population decreasing biodiversity Genetic drift and the founder effect 2001 In Evolution Retrieved from http www pbs org wgbh evolution library 06 3 l 063 03 html Genetic drift 2016 April 19 Retrieved May 19 2016 from Wikipedia https en wikipedia org wiki Genetic drift Purves W K Sadava D Orians G H and Heller H C 2003 Genetic drift may cause large changes in small populations In Life The science of biology 7th ed pp 468 469 Reece J B Urry L A Cain M L Wasserman S A Minorsky P V and Jackson R B Genetic drift In Campbell biology 10th ed pp 488 490 San Francisco Ce nezavershena stattya z genetiki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi