Mechanismus toku genů, důsledky a příklady



tok genů nebo genový tok, v biologii, se týká pohybu genů z jedné populace do druhé. Obecně se tento termín používá jako synonymum pro migrační proces - v jeho evolučním smyslu.

V jejich běžném použití, migrace popisuje sezónní pohyb jednotlivců od jednoho regionu k jinému, hledat lepší podmínky, nebo s reprodukčními účely. Pro evolučního biologa však migrace zahrnuje přenos alel ze sady genů mezi populacemi.

Ve světle populační genetiky je evoluce definována jako změna frekvencí alel v čase.

V souladu s principy Hardy-Weinbergovy rovnováhy se frekvence mění vždy, když existuje: výběr, mutace, drift a tok genů. Z tohoto důvodu je tok genů považován za evoluční sílu velkého významu.

Index

  • 1 Mechanismy toku genů
  • 2 Migrace a rovnováha Hardyho-Weinberga
    • 2.1 Liší se frekvence alel?
  • 3 Důsledky genového toku
  • 4 Gene flow a koncept druhů
  • 5 Příklad
  • 6 Odkazy

Mechanismy toku genů

Mechanismy a příčiny, které způsobují pohyb genů v populaci, jsou silně spojeny s inherentními charakteristikami studijní skupiny. Může nastat v důsledku přistěhovalectví nebo emigrace určitých osob ve stavu reprodukce nebo v důsledku pohybu v gametách..

Jeden mechanismus může být například občasné šíření juvenilních forem živočišného druhu na vzdálené populace.

V případě rostlin jsou mechanismy snazší určit. Gamety rostlin jsou transportovány různými způsoby. Některé linie používají abiotické mechanismy, jako je voda nebo vítr, které mohou vzít geny do vzdálených populací.

Stejným způsobem existuje biotická disperze. Na rozptýlení semen se podílí mnoho živočichů. Například, v tropech, ptáci a netopýři hrají klíčovou roli v rozptylování rostlin velkého významu pro ekosystémy.

Jinými slovy, míra migrace a tok genů závisí na disperzní kapacitě studované linie.

Migrace a rovnováha Hardyho-Weinberga

Pro studium vlivu migrace na Hardy-Weinbergovu rovnováhu se ostrovní model často používá jako zjednodušení (model migrace ostrov-kontinent)..

Vzhledem k tomu, že populace ostrova je relativně malá ve srovnání s obyvatelstvem pevniny, žádný krok genů z ostrova na kontinent nemá žádný vliv na genotypové a alelické frekvence kontinentu..

Z tohoto důvodu by tok genů působil pouze v jednom směru: z kontinentu na ostrov.

Liší se frekvence alel?

Pro pochopení vlivu migrační události na ostrově zvažte hypotetický příklad lokusu se dvěma alelami A1 a A2. Musíme zjistit, zda pohyb genů na ostrov způsobuje rozdíly v frekvencích alel.

Předpokládejme, že frekvence alely A1 je roven 1 - což znamená, že je v populaci fixován, zatímco v kontinentální populaci je to alela A2 ta, která je pevná. Před zráním jednotlivců ostrova, 200 lidí migruje k tomuto.

Po toku genů budou kmitočty modifikovány a nyní bude 80% „nativní“, zatímco 20% bude nových nebo kontinentálních. S tímto jednoduchým příkladem můžeme ukázat, jak pohyb genů vede ke změně alelických frekvencí - klíčového konceptu evoluce.

Následky genového toku

Je-li mezi dvěma populacemi značný tok genů, jedním z nejvíce intuitivních důsledků je, že tento proces je zodpovědný za ředění možných rozdílů mezi oběma populacemi..

Tímto způsobem může tok genů působit v opačném směru než jiné evoluční síly, které se snaží zachovat rozdíly ve složení genetických zásobníků. Jako mechanismus přirozeného výběru, například.

Druhým důsledkem je šíření užitečných alel. Předpokládejme, že mutací se objeví nová alela, která svým dopravcům poskytuje určitou selektivní výhodu. Když migrace existuje, nová alela je transportována do nových populací.

Gene flow a koncept druhů

Biologické pojetí druhů je široce známé a určitě je nejrozšířenější. Tato definice odpovídá koncepčnímu schématu populační genetiky, protože zahrnuje genový fond - jednotku, kde se mění alelické frekvence.

Tímto způsobem, podle definice, geny neprocházejí z jednoho druhu do druhého - neexistuje žádný tok genů - az tohoto důvodu druhy vykazují určité vlastnosti, které umožňují jejich diferenciaci. Po této linii myšlenek genový tok vysvětluje, proč druh tvoří ".clusteru"Nebo fenetická skupina.".

Kromě toho má přerušení genového toku v evoluční biologii zásadní důsledky: ve většině případů vede k událostem speciace nebo vzniku nových druhů. Tok genů může být přerušen různými faktory, jako je existence geografické bariéry, preferencí na úrovni námluvy, mezi jinými mechanismy..

Opak je také pravdou: existence genového toku přispívá k udržení všech organismů v oblasti jako jediného druhu.

Příklad

Migrace hada Nerodia sipedon je dobře zdokumentovaný případ toku genů z kontinentální populace na ostrov.

Tento druh je polymorfní: může představovat významný pruh pruhů nebo nepředstavuje žádný pás. V zjednodušení je zbarvení určeno lokusem a dvěma alelami.

Obecně řečeno, hadi kontinentu jsou charakterizováni tím, že vykazují vzor pásu. Naproti tomu ti, kteří obývají ostrovy, je nemají. Výzkumníci dospěli k závěru, že morfologický rozdíl je způsoben různými selektivními tlaky, kterým je vystavena každá oblast.

Na ostrovech se jedinci obvykle opalovají na povrchu skal u břehu pláže. Bylo prokázáno, že nepřítomnost pásů usnadňuje maskování na skalách ostrovů. Tato hypotéza by mohla být ověřena pomocí experimentů značkování a zpětného získávání.

Z tohoto adaptivního důvodu bychom očekávali, že obyvatelstvo ostrova bude tvořeno výhradně organismy bez pásem. To však není pravda.

Každá generace přichází s novou skupinou organizací s kapelami z kontinentu. V tomto případě migrace působí jako síla opačná k výběru.

Odkazy

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B.E. (2004). Biologie: věda a příroda. Pearson Education.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka na biologii. Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Evoluce . Sinauer.
  5. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoologie (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Mayr, E. (1997). Evoluce a rozmanitost života: Vybrané stati. Harvard University Press.
  7. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.