Wat is genetische variabiliteit?

Genetische variabiliteit verwijst naar de mogelijkheid dat een bepaald kenmerk of genotype binnen een populatie varieert wanneer het wordt geconfronteerd met een bepaalde invloed. Naarmate de genetische variabiliteit van een populatie toeneemt, neemt ook de weerstand tegen omgevings- en genetische invloeden en uiteindelijk uitsterven toe. Bijgevolg is genetische variabiliteit direct gekoppeld aan biodiversiteit en evolutie.

In termen van evolutionaire biologie, als een populatie onvoldoende genetische variabiliteit mist, mist het ook het potentieel om te evolueren en zich aan te passen. Biodiversiteit is als een verzekeringspolis omdat het fungeert als een buffer om schade door rampen te minimaliseren die anders een hele bevolking zou wegvagen. In termen van genetica kan variabiliteit tussen populatiegenotypes verklaren waarom verschillende mensen verschillende reacties hebben op verschillende behandelingen, infecties en medicijnen.

Klimaatverandering, ziekten en natuurrampen kunnen allemaal de genetische variabiliteit beïnvloeden en de evolutie stimuleren. Zonder voldoende variabiliteit verliest een populatie zijn potentieel om deze invloeden te weerstaan. Een biologisch systeem dat erfelijke genetische variabiliteit heeft en kwetsbaar is voor natuurlijke selectie, wordt als evolueerbaar beschouwd. Met andere woorden, om een ​​populatie te laten evolueren, moet deze de mogelijkheid hebben om dit door natuurlijke selectie te doen.

Verhoogde variabiliteit verhoogt ook de fitheid. Dit is een concept dat wordt bevorderd door natuurlijke selectie. Evolutionaire aanpassingen in de natuur zijn het resultaat van de genetische variabiliteit van een soort in combinatie met omgevings- en genetische invloeden.

De evolutionaire aanpassingen die daadwerkelijk in de natuur worden waargenomen, worden beschreven in termen van variatie in plaats van variabiliteit. Deze twee termen zijn vaak verwisseld in de wetenschappelijke literatuur, ondanks de subtiele verschillen tussen de twee termen. Voor een bepaald gen beschrijft variatie de waarneembare verschillen en is variabiliteit beperkt tot het potentieel voor verschillen tussen individuen binnen een populatie.

Een primaire genetische oorzaak van variabiliteit is de pure willekeur van homologe recombinatie en polyploïdie in seksuele organismen. De frequentie en locatie waarop recombinatie optreedt, is volledig willekeurig, dus hieruit volgt dat verhoogde recombinatie leidt tot verhoogde variabiliteit en fitheid. Polyploïdie treedt op wanneer er meerdere homologe chromosomen zijn, waardoor de recombinatie bij nakomelingen toeneemt.

In aseksuele organismen zijn bronnen van variabiliteit beperkt omdat de genetische code hetzelfde is voor de ouder en het nageslacht. Een soortgelijke beperking treedt op wanneer inteelt is toegestaan, omdat het genetische materiaal van de ouders in het begin minder variabel is. Het gebrek aan variabiliteit binnen een populatie kan leiden tot genetische problemen zoals mutatie en drift.

Andere oorzaken van genetische variabiliteit zijn gerelateerd aan het milieu. Omgevingsfactoren zoals verlies van leefgebied en klimaatverandering kunnen omstandigheden creëren die individuen geïsoleerd van de bevolking achterlaten. Als een nieuw individu zich bij de populatie voegt, neemt het potentieel voor variatie toe.