Gene Drift - faktor evolucije: razlog, vrednost, primeri

Poleg naravne selekcije obstaja še en dejavnik, ki lahko vpliva na povečanje vsebnosti mutantnega gena. V nekaterih primerih lahko celo preseli normalno alel. Ta pojav se imenuje "odnašanje genov v populaciji". Oglejmo podrobneje, kaj je ta proces in kakšne so njegove posledice.

Splošne informacije

Drsenje genov, primeri, ki bodo navedeni v spodnjem članku, so določene spremembe, ki se zabeležijo iz generacije v generacijo. Menijo, da ima ta pojav svoje mehanizme. Nekateri raziskovalci so zaskrbljeni, da se v genskem bazenu mnogih, če ne vseh, narodov količina anomaličnih genov, ki se pojavljajo, trenutno zelo hitro povečuje. Določajo dedno patologijo, tvorijo predpogoje za razvoj številnih drugih bolezni. Prav tako se verjame, da je patomorfoza (sprememba znakov) različnih bolezni, vključno s tistimi, ki so mentalne narave, ravno gena. Zadevni pojav se hitro odvija. Kot rezultat, število duševne motnje vzame neznane oblike, postane neprepoznavna v primerjavi z njihovim opisom v klasičnih izdajah. Hkrati pa so pomembne spremembe opazne neposredno v strukturi same psihiatrične obolevnosti. Na primer, odnašanje genov izbriše nekatere oblike shizofrenije, ki so se pojavile prej. Namesto tega obstajajo patologije, ki jih težko določijo sodobni klasifikatorji.

Wrightova teorija

Naključni genski premik smo preučevali z uporabo matematičnih modelov. Z uporabo tega načela je Wright izpeljal teorijo. Menil je, da je ključni pomen odnašanja gena pri konstantnih pogojih zabeležen v majhnih skupinah. Postanejo homozigotne in variabilnost se zmanjša. Wright je tudi menil, da so se zaradi sprememb v skupinah lahko oblikovale negativne dedne značilnosti. Posledično lahko celotno prebivalstvo umre, ne da bi prispevalo k temu razvoj vrste. Hkrati pa izbor igra veliko vlogo v mnogih skupinah. V zvezi s tem bodo genetske variacije znotraj populacije zopet nepomembne. Postopoma se bo skupina dobro prilagajala okoljskim razmeram. Vendar pa bodo nadaljnje evolucijske spremembe odvisne od pojavljanja ugodnih mutacij. Ti procesi so zelo počasni. V zvezi s tem razvoj velikih populacij ni značilen po visoki hitrosti. Pri skupinah vmesnih vrednosti je opaziti večjo variabilnost. Obenem se pojavi naključno nastajanje novih koristnih genov, kar pospešuje evolucijo.

Wrightovi sklepi

Ko se iz populacije izgubi en alel, se lahko pojavi zaradi določene mutacije. Če pa je vrsta razdeljena na več skupin, pri čemer manjka en element, v drugem pa drug, potem se lahko gen preseli iz mesta, kjer je, do mesta, kjer ni. Tako bo variabilnost ostala. Glede na to je Wright zaključil, da se bo razvoj hitreje dogajal pri tistih vrstah, ki so razdeljene na številne različne največje populacije. Hkrati je med njimi možna tudi migracija. Wright se je strinjal s tem naravna selekcija pomembno vlogo. Vendar pa je skupaj s tem rezultatom evolucije tudi geni. Določa trajne spremembe v pogledu. Poleg tega je Wright verjel, da so številne značilne značilnosti, ki so nastale zaradi odnašanja, brezbrižne in v nekaterih primerih celo škodljive za sposobnost preživetja organizmov.

Sporniki raziskovalcev

O Wrightovi teoriji je bilo nekaj mnenj. Dobzhansky je na primer verjel, da je nesmiselno postavljati vprašanje, kateri od dejavnikov je pomembnejši - naravna selekcija ali genetski drift. To je razložil s svojo interakcijo. V bistvu so verjetne naslednje situacije:

1. Če pri razvoju ene ali druge vrste prevzame vodilni položaj, bo označena smerna sprememba frekvenc genov ali stabilno stanje. Slednje bodo določali okoljski pogoji.
2. Če je v daljšem obdobju drsenje gena pomembnejše, potem usmerjene spremembe ne bodo posledica naravnega okolja. Hkrati pa se lahko neugodni znaki, ki se pojavljajo tudi v majhnih količinah, v skupini dovolj razširijo.

Vendar je treba opozoriti, da sam proces spremembe in vzrok za odnašanje genov danes še nista dovolj raziskana. V zvezi s tem ni enotnega in konkretnega mnenja o tem pojavu v znanosti.

Odklon gena je dejavnik evolucije

Zaradi sprememb je opaziti spremembo frekvenc alelov. To se bo zgodilo, dokler ne dosežejo ravnovesnega stanja. To pomeni, da je odnašanje genov izolacija enega elementa in fiksacija drugega. V različnih skupinah se take spremembe pojavljajo neodvisno. V zvezi s tem so rezultati genskega drifta v različnih populacijah različni. Na koncu je v eni določen en sklop elementov, drugi pa drugi. Premik gena na eni strani vodi do zmanjšanja raznolikosti. Hkrati pa povzroča tudi razlike med skupinami, razhajanja na nekaterih razlogih. To pa lahko deluje kot osnova za specializacijo.

Razmerje vpliva

V procesu razvoja je genetski drift medsebojno povezan z drugimi dejavniki. Najprej se vzpostavi odnos z naravno selekcijo. Razmerje med prispevki teh dejavnikov je odvisno od številnih okoliščin. Najprej je določena z intenzivnostjo izbora. Druga okoliščina je velikost skupine. Torej, če so intenzivnost in moč visoke, imajo naključni procesi zanemarljiv vpliv na dinamiko genetskih frekvenc. Hkrati pa je v manjših skupinah z neznatnimi razlikami v kondiciji učinek sprememb neprimerno večji. V takšnih primerih je mogoče fiksirati manj prilagodljiv alel, bolj prilagodljiv pa se izgubi.

Učinki sprememb

Eden glavnih rezultatov genetskega odnašanja je osiromašenje raznolikosti znotraj skupine. To je posledica izgube nekaterih alelov in fiksacije drugih. Proces mutacije pa nasprotno prispeva k obogatitvi genetske raznolikosti v populacijah. Zaradi mutacije se lahko izgubljeni alel pojavlja vedno znova. Zaradi dejstva, da je genetski drift usmerjen proces, hkrati z zmanjšanjem intrapopulacijske raznolikosti, se razlika med lokalnimi skupinami poveča. Preprečevanje tega pojava je migracija. Torej, če je v eni populaciji alel "A" fiksen, v drugem pa "a", se v teh skupinah ponovno pojavi raznolikost.

Končni rezultat

Rezultat genetskega odnašanja bo popolna eliminacija enega alela in konsolidacija drugega. Pogosteje se pojavlja element v skupini, večja je verjetnost njegovega fiksiranja. Kot kažejo nekateri izračuni, je možnost vezave enaka frekvenci alela v populaciji.

Mutacije

Pojavljajo se v povprečju s frekvenco 10-5 na gen na gameto na generacijo. Vsi aleli, ki jih najdemo v skupinah, so nastali zaradi mutacij. Manjša je populacija, manjša je verjetnost, da bo vsaka generacija imela vsaj enega posameznika - nosilca nove mutacije. Vsaka skupina potomcev z verjetnostjo, ki je blizu enosti, ima več stotisočev mutant alela. Vendar pa bo njena pogostost v populaciji, kot tudi možnost njegove fiksacije bo precej nizka. Verjetnost, da se bo ista mutacija pojavila v isti generaciji, vsaj pri enem posamezniku pri populaciji 10, je zanemarljiva. Če pa se pojavijo v tej populaciji, bo pogostnost mutiranega alela (1 na 20 alelov), pa tudi možnosti njegovega fiksiranja, relativno visoka. Pri velikih populacijah nastop novega elementa poteka razmeroma hitro. Hkrati pa je njegovo fiksiranje počasno. Majhne populacije nasprotno pričakujejo dolgo mutacijo. Toda po njegovem nastanku, pritrditev hitro poteka. Iz tega lahko sklepamo, da je možnost določitve nevtralnih alelov odvisna le od pogostosti mutacijskega pojava. Hkrati velikost populacije ne vpliva na ta proces.

Molekularna ura

Ker je pogostost pojavljanja nevtralnih mutacij pri različnih vrstah približno enaka, mora biti tudi hitrost fiksiranja približno enaka. Iz tega sledi, da je treba število sprememb, ki se naberejo v enem genu, povezati s časom neodvisne evolucije teh vrst. Z drugimi besedami, daljše obdobje od trenutka ločitve dveh vrst od enega prednika bo bolj razlikovalo med mutacijskimi substitucijami. To načelo temelji na metodi molekularne evolucijske ure. To določa čas, ki je minil od trenutka, ko so se prejšnje generacije različnih sistemskih skupin začele razvijati neodvisno, neodvisno drug od drugega.

Študija Polling in Cukurkend

Ta dva ameriška znanstvenika sta ugotovila, da je število razlik v zaporedju aminokislin v citokromu in hemoglobinu pri nekaterih vrstah sesalcev višje, prej so se njihove evolucijske poti razlikovale. Kasneje je bil ta vzorec potrjen z veliko količino eksperimentalnih podatkov. V gradivo je bilo vključenih na ducate različnih genov in več sto vrst živali, mikroorganizmov in rastlin. Izkazalo se je, da poteka molekularnih ur poteka s konstantno hitrostjo. To odkritje dejansko potrjuje zadevna teorija. Ura se kalibrira ločeno za vsak gen. To je posledica dejstva, da je pogostost pojavljanja nevtralnih mutacij v njih drugačna. V ta namen se oceni število substitucij, ki so se nabrale v določenem genu v taksonomih. Njihov čas divergence je zanesljivo določen s paleontološkimi podatki. Po umerjanju molekularne ure se lahko uporabijo še naprej. Z njihovo pomočjo je mogoče zlahka izmeriti čas, v katerem je prišlo do razhajanj (razhajanj) med različnimi taksoni. To je mogoče, čeprav njihov skupni prednik v fosilnem zapisu še ni bil identificiran.