Wat is genetische drift?
Genetische drift is een evolutiemechanisme dat plaatsvindt door willekeurige toeval in plaats van natuurlijke selectie. In genetische drift ervaart een populatie een verandering in de frequentie van een bepaald allel, ingegeven door willekeurig geluk in plaats van een behoefte aan aanpassing. Dit verschilt van natuurlijke selectie, waarbij de allelfrequentie wordt gewijzigd op basis van de sterkste genen die overleven om te reproduceren en de zwakkere genen die afsterven. Genetische drift is vaak een fenomeen onder kleinere populaties, terwijl natuurlijke selectie in grotere populaties overheerst.
Een allel, of genetische variant, is een onderdeel van een gen dat een bepaald kenmerk produceert. Stel je voor dat er zowel rode als witte wormen in dezelfde populatie voorkomen. Als een rode worm paren met een witte worm, zal elk een allel doorgeven aan zijn nakomelingen, rood of wit, om een gen te vormen. Het dominante of sterke allel zal bepalen welke eigenschap de babyworm vertoont. Als wit dominant is, zal de babyworm wit zijn, als rood dominant is, zal de babyworm rood zijn en als de babyworm twee van dezelfde recessieve allelen ontvangt, zal het die recessieve eigenschap vertonen. Genetica is veel complexer dan dit voorbeeld toelaat, maar dit is het algemene concept.
Nu magine deze wormen leven in een moeras gevuld met rode modder en worden omringd door vogels die ze willen eten. De rode wormen overleven eerder omdat ze worden gecamoufleerd door de modder en niet zo gemakkelijk worden gezien door roofdieren. Daarom zullen meer rode wormen zich voortplanten en zullen meer rode allelen worden doorgegeven aan het nageslacht, waardoor de rode allelfrequentie wordt verhoogd. Meer witte wormen, die gemakkelijk door vogels worden gezien, zullen worden gegeten voordat ze hun genen kunnen doorgeven, waardoor hun allelfrequentie afneemt. Dit is een natuurlijke selectie.
Stel je nu voor dat er tien rode wormen en tien witte wormen zijn met gelijke kansen om te reproduceren. Een boom valt op het moeras en doodt acht wormen; zes wit en twee rood. Stel dan dat twee witte wormen en een rode worm ziek worden en sterven. Bij toeval zijn er nu zeven rode wormen en slechts twee witte wormen over. Dit is een voorbeeld van genetische drift.
Genetische drift kan ook optreden door een willekeurige steekproeffout. Een steekproeffout treedt op wanneer een steekproef andere resultaten vertoont dan de hele populatie. Stel bijvoorbeeld dat er vijftig rode wormen en vijftig witte wormen in een populatie zijn en wetenschappers selecteren willekeurig tien wormen om te observeren. Omdat het monster kleiner is, kunnen de allelen die worden doorgegeven in de groep van tien niet eens uit, zoals ze zouden doen in een groep van honderd. Als de groep meer rode wormen bevat dan wit, is de presentatie van allelen in het nageslacht scheef.
Genetische drift wordt vastgelegd wanneer het ene allel een ander volledig vervangt of een allel sterft. Stel je de zeven rode wormen en twee witte wormen voor die in het moeras achterblijven nadat de boomramp en ziekte de andere elf wormen doodden. Naarmate de wormen zich voortplanten, zullen er minder witte wormen verschijnen totdat er eindelijk geen witte wormen meer zijn. Genetische drift zal dan worden opgelost, omdat alle toekomstige generaties rood zullen zijn.
Omdat genetische drift veel sneller werkt in kleine populaties, kan een knelpunt van de bevolking of het stichtereffect het proces van genetische drift vergroten. Een populatieknelpunt ontstaat wanneer een populatie plotseling een dip in omvang ondergaat. De boom die op het moeras valt en bijna de helft van de wormenpopulatie doodt, is een voorbeeld van het knelpunteffect. Een stichtereffect treedt op wanneer een klein deel van een populatie geïsoleerd raakt van de rest van de groep en afzonderlijk evolueert.