Μηχανισμός ροής γονιδίων, συνέπειες και παραδείγματα



Το ροής γονιδίων ή η ροή γονιδίων, στη βιολογία, αναφέρεται στη μετακίνηση των γονιδίων από τον έναν πληθυσμό στον άλλο. Γενικά, ο όρος χρησιμοποιείται ως συνώνυμο της μεταναστευτικής διαδικασίας - στην εξελικτική της έννοια.

Στην κοινή χρήση, η μετανάστευση περιγράφει την εποχική μετακίνηση ατόμων από μια περιοχή στην άλλη, αναζητώντας καλύτερες συνθήκες ή με αναπαραγωγικούς σκοπούς. Ωστόσο, για έναν εξελικτικό βιολόγο, η μετανάστευση συνεπάγεται τη μεταφορά αλληλίων από ένα σύνολο γονιδίων μεταξύ των πληθυσμών.

Υπό το πρίσμα της γενετικής του πληθυσμού, η εξέλιξη ορίζεται ως η αλλαγή των συχνοτήτων αλληλόμορφων με την πάροδο του χρόνου.

Σύμφωνα με τις αρχές της ισορροπίας Hardy-Weinberg, οι συχνότητες θα ποικίλλουν όποτε υπάρχει: επιλογή, μετάλλαξη, μετατόπιση και ροή γονιδίων. Για το λόγο αυτό, η ροή των γονιδίων θεωρείται εξελικτική δύναμη μεγάλης σημασίας.

Ευρετήριο

  • 1 Μηχανισμοί ροής γονιδίων
  • 2 Η μετανάστευση και η ισορροπία του Hardy-Weinberg
    • 2.1 Η συχνότητα αλληλόμορφων ποικίλει?
  • 3 Συνέπειες της ροής γονιδίων
  • 4 Ροή γονιδίων και έννοια των ειδών
  • 5 Παράδειγμα
  • 6 Αναφορές

Μηχανισμοί ροής γονιδίων

Οι μηχανισμοί και τα αίτια που προκαλούν τη μετακίνηση των γονιδίων σε έναν πληθυσμό συνδέονται στενά με τα εγγενή χαρακτηριστικά της ομάδας μελέτης. Μπορεί να προκύψει λόγω της μετανάστευσης ή της μετανάστευσης ορισμένων ατόμων σε κατάσταση αναπαραγωγής ή, ως αποτέλεσμα της μετακίνησης στους γαμέτες.

Για παράδειγμα, ένας μηχανισμός μπορεί να είναι η περιστασιακή διασπορά νεανικών μορφών ενός ζωικού είδους σε απομακρυσμένους πληθυσμούς.

Στην περίπτωση των φυτών, οι μηχανισμοί είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν. Οι γαμετοί των φυτών μεταφέρονται με διαφορετικούς τρόπους. Ορισμένες γενεές χρησιμοποιούν αβιοτικούς μηχανισμούς, όπως νερό ή άνεμο, που μπορούν να πάρουν γονίδια σε απομακρυσμένους πληθυσμούς.

Με τον ίδιο τρόπο, υπάρχει βιοτική διασπορά. Πολλά φρουτώδη ζώα συμμετέχουν στη διασπορά των σπόρων. Για παράδειγμα, στις τροπικές περιοχές, τα πτηνά και οι νυχτερίδες διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη διασπορά φυτών μεγάλης σημασίας για τα οικοσυστήματα.

Με άλλα λόγια, ο ρυθμός των μεταναστεύσεων και της ροής των γονιδίων εξαρτάται από την ικανότητα διασποράς της γραμμής που μελετήθηκε.

Η μετανάστευση και η ισορροπία του Hardy-Weinberg

Για να μελετηθεί η επίδραση της μετανάστευσης στην ισορροπία Hardy-Weinberg, το νησιωτικό μοντέλο χρησιμοποιείται συχνά ως απλοποίηση (μοντέλο μετανάστευσης νησιού-ηπείρου)..

Καθώς ο πληθυσμός του νησιού είναι σχετικά μικρός σε σύγκριση με τον πληθυσμό της ηπειρωτικής χώρας, κάθε βήμα γονιδίων από το νησί στην ήπειρο δεν έχει καμία επίδραση στις γονοτυπικές και αλληλικές συχνότητες της ηπείρου..

Για το λόγο αυτό, η ροή των γονιδίων θα είχε αποτελέσματα μόνο προς μία κατεύθυνση: από την ήπειρο στο νησί.

Οι συχνότητες αλληλόμορφων ποικίλλουν?

Για να κατανοήσετε την επίδραση του μεταναστευτικού συμβάντος στο νησί, εξετάστε το υποθετικό παράδειγμα μιας θέσης με δύο αλληλόμορφα Α1 και Α2. Πρέπει να μάθουμε αν η κίνηση των γονιδίων στη νήσο προκαλεί διακυμάνσεις στις συχνότητες αλληλόμορφων.

Ας υποθέσουμε ότι η συχνότητα του αλληλόμορφου Α1 είναι ίσο με 1 - που σημαίνει ότι είναι σταθερό στον πληθυσμό, ενώ στον ηπειρωτικό πληθυσμό είναι το αλληλόμορφο Α2 αυτό που είναι σταθερό. Πριν από την ωρίμανση των ατόμων του νησιού, 200 άτομα μεταναστεύουν σε αυτό.

Μετά τη ροή των γονιδίων, οι συχνότητες θα τροποποιηθούν και τώρα το 80% θα είναι "μητρική", ενώ το 20% είναι νέο ή ηπειρωτικό. Με αυτό το απλό παράδειγμα, μπορούμε να δείξουμε πώς η κίνηση των γονιδίων οδηγεί στην αλλαγή αλληλικών συχνοτήτων - βασική έννοια στην εξέλιξη.

Συνέπειες της ροής των γονιδίων

Όταν υπάρχει έντονη ροή γονιδίων μεταξύ δύο πληθυσμών, μία από τις πιο διαισθητικές συνέπειες είναι ότι αυτή η διαδικασία είναι υπεύθυνη για την αραίωση των πιθανών διαφορών μεταξύ των δύο πληθυσμών.

Με αυτό τον τρόπο, η ροή γονιδίων μπορεί να δράσει προς την αντίθετη κατεύθυνση προς άλλες εξελικτικές δυνάμεις που επιδιώκουν να διατηρήσουν διαφορές στη σύνθεση των γενετικών δεξαμενών. Ως μηχανισμός φυσικής επιλογής, για παράδειγμα.

Μια δεύτερη συνέπεια είναι η διάδοση χρήσιμων αλληλόμορφων. Υποθέστε ότι με τη μετάλλαξη εμφανίζεται ένα νέο αλληλόμορφο που δίνει ένα συγκεκριμένο επιλεκτικό πλεονέκτημα στους φορείς του. Όταν υπάρχει μετανάστευση, το νέο αλληλόμορφο μεταφέρεται σε νέους πληθυσμούς.

Γονιδιακή ροή και έννοια των ειδών

Η βιολογική έννοια των ειδών είναι ευρέως γνωστή και, βεβαίως, είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Αυτός ο ορισμός ταιριάζει με το εννοιολογικό σχήμα της πληθυσμιακής γενετικής, αφού περιλαμβάνει τη μονάδα γονιδιακής μονάδας όπου αλλάζουν οι αλληλικές συχνότητες.

Με τον τρόπο αυτό, εξ ορισμού, τα γονίδια δεν περνούν από το ένα είδος στο άλλο - δεν υπάρχει ροή γονιδίων - και για το λόγο αυτό τα είδη παρουσιάζουν ορισμένα χαρακτηριστικά που τους επιτρέπουν να διαφοροποιούνται. Ακολουθώντας αυτή τη γραμμή ιδεών, η ροή των γονιδίων εξηγεί γιατί τα είδη αποτελούν ένα "συμπλέγματος"Ή φαινητική ομάδα.

Επιπλέον, η διακοπή της ροής των γονιδίων έχει κρίσιμες συνέπειες στην εξελικτική βιολογία: οδηγεί - στις περισσότερες περιπτώσεις - σε γεγονότα ειδικής ή σχηματισμού νέων ειδών. Η ροή των γονιδίων μπορεί να διακοπεί από διάφορους παράγοντες, όπως η ύπαρξη ενός γεωγραφικού φραγμού, οι προτιμήσεις σε επίπεδο κηδείας, μεταξύ άλλων μηχανισμών.

Το αντίθετο ισχύει επίσης: η ύπαρξη ροής γονιδίων συμβάλλει στη διατήρηση όλων των οργανισμών σε μια περιοχή ως ενιαίου είδους.

Παράδειγμα

Η μετανάστευση του φιδιού Nerodia sipedon είναι μια καλά τεκμηριωμένη περίπτωση γονιδιακής ροής από έναν ηπειρωτικό πληθυσμό σε ένα νησί.

Το είδος είναι πολυμορφικό: μπορεί να παρουσιάσει ένα σημαντικό πρότυπο ζωνών ή να μην παρουσιάσει καμία ζώνη. Σε μια απλοποίηση, ο χρωματισμός καθορίζεται από έναν τόπο και δύο αλληλόμορφα.

Σε γενικές γραμμές, τα φίδια της ηπείρου χαρακτηρίζονται από την εμφάνιση του προτύπου ζώνης. Αντίθετα, εκείνοι που κατοικούν στα νησιά δεν τους κατέχουν. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μορφολογική διαφορά οφείλεται στις διαφορετικές επιλεκτικές πιέσεις στις οποίες υπόκειται κάθε περιοχή.

Στα νησιά, τα άτομα συνήθως ηλιοθετούν στην επιφάνεια των βράχων κοντά στην ακτή της παραλίας. Αποδείχθηκε ότι η απουσία ζωνών διευκολύνει την καμουφλάζ στα βράχια των νησιών. Αυτή η υπόθεση θα μπορούσε να επαληθευτεί χρησιμοποιώντας πειράματα προσθήκης ετικετών και επανάκτησης.

Για αυτόν τον προσαρμοστικό λόγο, αναμένουμε ότι ο πληθυσμός του νησιού θα αποτελείται αποκλειστικά από οργανισμούς χωρίς ζώνες. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει.

Κάθε γενιά έρχεται μια νέα ομάδα οργανώσεων με συγκροτήματα από την ήπειρο. Στην περίπτωση αυτή, η μετανάστευση λειτουργεί ως μια αντίθετη προς την επιλογή επιλογή.

Αναφορές

  1. Audesirk, Τ., Audesirk, G., & Byers, Β. Ε (2004). Βιολογία: επιστήμη και φύση. Εκπαίδευση Pearson.
  2. Curtis, Η., & Schnek, Α. (2006). Πρόσκληση στη Βιολογία. Ed. Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Εξελικτική ανάλυση. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D.J. (2005). Εξέλιξη . Sinauer.
  5. Hickman, C.Ρ., Roberts, L.S., Larson, Α., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Ολοκληρωμένες αρχές της ζωολογίας (Τόμος 15). Νέα Υόρκη: McGraw-Hill.
  6. Mayr, Ε. (1997). Εξέλιξη και πολυμορφία της ζωής: Επιλεγμένα δοκίμια. Πανεπιστήμιο Τύπου του Χάρβαρντ.
  7. Soler, Μ. (2002). Εξέλιξη: η βάση της Βιολογίας. Νότιο έργο.