Che cos'è la deriva genetica?
La deriva genetica è un meccanismo di evoluzione che si verifica per caso e non per selezione naturale. Nella deriva genetica, una popolazione sperimenta un cambiamento nella frequenza di un dato allele, provocato dalla fortuna casuale piuttosto che dalla necessità di adattamento. Ciò differisce dalla selezione naturale, in cui la frequenza allelica viene modificata in base ai geni più adatti che sopravvivono per riprodursi e ai geni più deboli che muoiono. La deriva genetica tende ad essere un fenomeno tra le popolazioni più piccole, mentre la selezione naturale domina nelle popolazioni più grandi.
Un allele, o variante genetica, è un componente di un gene che produce un certo tratto. Immagina che ci siano sia vermi rossi che bianchi nella stessa popolazione. Se un verme rosso si accoppia con un verme bianco, ognuno passerà un allele alla sua prole, rosso o bianco, per formare un gene. L'allele dominante o forte determinerà quale tratto presenta il piccolo verme. Se il bianco è dominante, il baby worm sarà bianco, se il rosso è dominante, il baby worm sarà rosso e se il baby worm riceve due degli stessi alleli recessivi, mostrerà quella caratteristica recessiva. La genetica è molto più complessa di quanto questo esempio consenta, ma questo è il concetto generale.
Ora magine questi vermi vivono in una palude piena di fango rosso e sono circondati da uccelli che vogliono mangiarli. I vermi rossi hanno maggiori probabilità di sopravvivere perché sono mimetizzati dal fango e non saranno così facilmente visibili dai predatori. Pertanto, più vermi rossi vivranno per riprodursi e più alleli rossi saranno trasmessi alla prole, aumentando la frequenza allelica rossa. Altri vermi bianchi, che sono facilmente visibili dagli uccelli, verranno mangiati prima che siano in grado di trasmettere i loro geni, diminuendo così la loro frequenza allelica. Questa è una selezione naturale.
Ora, immagina che ci siano dieci vermi rossi e dieci bianchi con le stesse possibilità di sopravvivere per riprodursi. Un albero cade sulla palude, uccidendo otto vermi; sei bianchi e due rossi. Supponiamo quindi che due vermi bianchi e un verme rosso si ammalino e muoiano. Per caso, ora ci sono sette vermi rossi e solo due vermi bianchi rimasti. Questo è un esempio di deriva genetica.
La deriva genetica può anche verificarsi attraverso un errore di campionamento casuale. Si verifica un errore di campionamento quando un campione mostra risultati diversi rispetto all'intera popolazione. Ad esempio, supponiamo che ci siano cinquanta vermi rossi e cinquanta vermi bianchi in una popolazione e che gli scienziati selezionino casualmente dieci vermi da osservare. Poiché il campione è più piccolo, gli alleli trasmessi nel gruppo di dieci potrebbero non estendersi come farebbero in un gruppo di cento. Inoltre, se il gruppo contiene più worm rossi che bianchi, la presentazione degli alleli nella prole sarà distorta.
La deriva genetica si fissa quando un allele ne sostituisce un altro interamente o un allele muore. Immagina i sette vermi rossi e i due vermi bianchi rimasti nella palude dopo che la catastrofe e la malattia dell'albero hanno ucciso gli altri undici vermi. Man mano che i vermi si riproducono, appariranno meno vermi bianchi fino a quando non rimarranno più vermi bianchi. La deriva genetica sarà quindi corretta, perché tutte le generazioni future saranno rosse.
Poiché la deriva genetica funziona molto più rapidamente nelle piccole popolazioni, un collo di bottiglia della popolazione o l'effetto del fondatore può aumentare il processo di deriva genetica. Un collo di bottiglia della popolazione si verifica quando una popolazione subisce improvvisamente un calo delle dimensioni. L'albero che cade sulla palude e uccide quasi metà della popolazione di vermi è un esempio dell'effetto collo di bottiglia. Un effetto del fondatore si verifica quando una piccola parte di una popolazione si isola dal resto del gruppo e si evolve separatamente.