Wat is Darwiniaanse populatiegenetica?
Darwiniaanse populatiegenetica, of gewoon populatiegenetica, is een centraal kenmerk, zo niet het centrale kenmerk van de moderne evolutionaire synthese of neo-darwinisme. De moderne evolutionaire synthese is een combinatie van Darwin's theorie van de evolutie van soorten door natuurlijke selectie, Mendel's theorie van genetica als basis voor biologische overerving, en wiskundige populatiegenetica. Darwiniaanse populatiegenetica, samengesteld door tientallen wetenschappers in de jaren 1930 en 1940, is ons beste model van het proces dat stapsgewijs al het leven op aarde, evolutie en natuurlijke selectie creëerde.
Populatiegenetica is de studie van de genetische verdeling en verandering van allelfrequentie binnen een bepaalde soort - in principe welke genen min of meer prominent zijn binnen die soort. Deze verdeling en de manier waarop deze verandert, kan volledig worden begrepen door vijf krachten: natuurlijke selectie, genetische drift, mutatie, migratie en niet-willekeurige paring. Wiskundige populatiegenetica is een formalisme waarmee we toekomstige allelfrequenties nauwkeurig kunnen voorspellen als volledige informatie over deze vijf krachten beschikbaar is. Natuurlijk is het dat nooit, hoewel benaderingen buitengewoon nuttig kunnen zijn. Populatiegenetica behoort tot de best geverifieerde modellen in de wetenschap.
Populatiegenetica kan het proces verklaren waardoor nieuwe aanpassingen ontstaan en vast komen te zitten in een soort, hoe speciatie optreedt, waarom sommige adaptieve eigenschappen gemakkelijker evolueren dan andere, de evolutie van evolueerbaarheid en vele andere zaken van wetenschappelijk belang. Omdat evolutie meestal plaatsvindt over miljoenen jaren (dwz evolutionaire tijdschalen), kan direct experimenteren moeilijk zijn. De principes van populatiegenetica zijn echter getest en geverifieerd bij soorten waarvan de replicatietijden erg kort zijn, zoals bacteriën, die zich binnen een half uur kunnen voortplanten bij voldoende ruimte en voedingsstoffen.
De vijf evolutionaire krachten die zijn gekwantificeerd en bestudeerd door populatiegenetica zijn intuïtief eenvoudig te begrijpen. Natuurlijke selectie vindt plaats wanneer een organisme om welke reden dan ook wordt gedood door zijn omgeving, rivaliserende soorten of leden van dezelfde soort. Als de dood optreedt vóór de voortplanting, zou het organisme evolutionair niet succesvol zijn. Welke eigenschappen zijn geassocieerd met de voortijdige dood zal uiteindelijk worden gekozen uit de genenpool. Natuurlijke selectie is misschien wel de krachtigste van de evolutionaire krachten, en de meest algemeen begrepen.
Genetische drift komt willekeurig voor bij nakomelingen. Wanneer een bepaalde eigenschap geen invloed heeft op het vermogen van een organisme om te overleven of zich op de een of andere manier te reproduceren, kan het evolueren en worden gefixeerd puur als gevolg van de genetische loterij. Mutaties zijn ook een bijwerking van de kopieerfouten van DNA en worden zelden zichtbaar of significant, hoewel ze soms kunnen resulteren in een voordelige overlevingseigenschap.
Migratie vindt plaats wanneer leden van een soort van de ene plaats naar de andere gaan, waardoor reproductieve banden met andere leden van de soort worden verbroken. Wanneer een deel van een soort reproductief wordt geïsoleerd van een ander deel door een geografische barrière, speculeren de twee groepen uiteindelijk in verschillende varianten. Dit werd beroemd waargenomen op de Galapagos-eilanden door Charles Darwin. Nonrandom paring is een andere zeer krachtige kracht in populatiegenetica. Aantrekkelijkere leden van een soort verwerven over het algemeen meer vrienden voor langere periodes en ervaren daardoor een groter voortplantingssucces.
Populatiegenetica is een enorm veld dat is bestudeerd door vele miljoenen wetenschappers, niet alleen biologen, en dat nog door miljoenen zal worden bestudeerd. Helaas wordt het alleen op het meest elementaire niveau in de openbare schoolsystemen onderwezen.