Co to jest dryf genetyczny?
Dryf genetyczny jest mechanizmem ewolucji, który zachodzi przypadkowo, a nie przez dobór naturalny. W dryfie genetycznym populacja doświadcza zmiany częstotliwości danego allelu, spowodowanej raczej przypadkowym szczęściem niż potrzebą adaptacji. Różni się to od selekcji naturalnej, w której częstotliwość alleliczna jest zmieniana w zależności od najsilniejszych genów, które przetrwały do reprodukcji i słabszych genów giną. Dryf genetyczny jest zjawiskiem wśród mniejszych populacji, podczas gdy selekcja naturalna ma wpływ na większe populacje.
Allel lub wariant genetyczny jest składnikiem genu, który wytwarza określoną cechę. Wyobraź sobie, że w tej samej populacji są zarówno czerwone robaki, jak i białe robaki. Jeśli czerwony robak połączy się z białym robakiem, każdy przekaże jeden allel swojemu potomstwu, czerwony lub biały, tworząc gen. Dominujący lub silny allel określi, jaką cechę ma robak dziecięcy. Jeśli biel jest dominująca, robak dziecięcy będzie biały, jeśli czerwony dominuje, robak dziecięcy będzie czerwony, a jeśli robak dziecięcy otrzyma dwa takie same recesywne allele, wykaże tę cechę recesywną. Genetyka jest znacznie bardziej złożona, niż pozwala na to ten przykład, ale jest to ogólna koncepcja.
Teraz magowie robaki żyją na bagnach wypełnionych czerwonym błotem i są otoczone przez ptaki, które chcą je zjeść. Czerwone robaki mają większe szanse na przeżycie, ponieważ są zamaskowane przez błoto i nie będą tak łatwo widoczne dla drapieżników. Dlatego więcej czerwonych robaków przeżyje, aby się rozmnażać, a więcej czerwonych alleli zostanie przekazanych potomstwu, zwiększając częstotliwość czerwonych alleli. Więcej białych robaków, które ptaki mogą łatwo zobaczyć, zostanie zjedzonych, zanim będą w stanie przekazać swoje geny, zmniejszając w ten sposób ich częstotliwość alleliczną. To jest naturalny wybór.
Teraz wyobraź sobie, że istnieje dziesięć czerwonych robaków i dziesięć białych robaków, które mają równe szanse na przeżycie w celu reprodukcji. Drzewo spada na bagno, zabijając osiem robaków; sześć białych i dwa czerwone. Załóżmy, że dwa białe robaki i jeden czerwony robak zachorują i umrą. Przez przypadek pozostało siedem czerwonych robaków i pozostały tylko dwa białe robaki. To jest przykład dryfu genetycznego.
Dryf genetyczny może również wystąpić w wyniku losowego błędu próbkowania. Błąd próbkowania występuje, gdy próbka wykazuje inne wyniki niż cała populacja. Powiedzmy na przykład, że w populacji jest pięćdziesiąt czerwonych robaków i pięćdziesiąt białych robaków, a naukowcy losowo wybierają dziesięć robaków do obserwacji. Ponieważ próbka jest mniejsza, allele przekazane w grupie dziesięciu mogą nie wyrównać się tak, jak w grupie stu. Ponadto, jeśli grupa zawiera więcej czerwonych robaków niż białych, prezentacja alleli u potomstwa zostanie wypaczona.
Dryf genetyczny zostaje ustalony, gdy jeden allel całkowicie zastępuje inny lub jeden allel umiera. Wyobraź sobie siedem czerwonych robaków i dwa białe robaki pozostawione na bagnach po katastrofie drzewa i chorobie zabitych przez pozostałe jedenaście robaków. Gdy robaki się rozmnażają, pojawi się mniej białych robaków, aż w końcu nie pozostaną białe robaki. Dryf genetyczny zostanie wówczas naprawiony, ponieważ wszystkie przyszłe pokolenia będą czerwone.
Ponieważ dryf genetyczny działa znacznie szybciej w małych populacjach, wąskie gardło populacji lub efekt założycielski może zwiększyć proces dryfu genetycznego. Wąskie gardło populacji występuje, gdy populacja nagle ulega zmniejszeniu. Drzewo spadające na bagno i zabijające prawie połowę populacji robaków jest przykładem efektu wąskiego gardła. Efekt założycielski występuje, gdy niewielka część populacji zostaje odizolowana od reszty grupy i ewoluuje osobno.