Mehanizam protoka gena, posljedice i primjeri



protok gena ili protok gena, u biologiji, odnosi se na kretanje gena iz jedne populacije u drugu. Općenito, termin se koristi kao sinonim za migracijski proces - u svom evolucijskom smislu.

U njihovoj zajedničkoj upotrebi, migracija opisuje sezonsko kretanje pojedinaca iz jedne regije u drugu, u potrazi za boljim uvjetima, ili s reproduktivnim ciljevima. Međutim, za evolucijskog biologa migracija uključuje prijenos alela iz skupa gena između populacija.

U svjetlu populacijske genetike, evolucija se definira kao promjena frekvencija alela tijekom vremena.

Slijedeći načela Hardy-Weinbergove ravnoteže, frekvencije će se mijenjati kad god postoji: selekcija, mutacija, nanos i protok gena. Zbog toga se protok gena smatra evolucijskom silom od velike važnosti.

indeks

  • 1 Mehanizmi protoka gena
  • 2 Migracija i ravnoteža Hardy-Weinberga
    • 2.1 Da li se frekvencije alela razlikuju?
  • 3 Posljedice protoka gena
  • 4 Protok gena i pojam vrsta
  • 5 Primjer
  • 6 Reference

Mehanizmi protoka gena

Mehanizmi i uzroci koji uzrokuju kretanje gena u populaciji snažno su povezani s inherentnim karakteristikama studijske skupine. Do toga može doći uslijed imigracije ili emigracije određenih osoba u stanju reprodukcije ili, kao posljedica kretanja u spolnim stanicama.

Na primjer, jedan mehanizam može biti povremeno raspršivanje mladih oblika životinjske vrste u udaljene populacije.

U slučaju biljaka, mehanizme je lakše odrediti. Gamete biljaka prevoze se na različite načine. Neke loze koriste abiotske mehanizme, kao što su voda ili vjetar, koji mogu odvesti gene u udaljene populacije.

Na isti način, postoji i biotička disperzija. U raspršivanju sjemena sudjeluju mnoge životinje. Na primjer, u tropima ptice i šišmiši igraju ključnu ulogu u raspršivanju biljaka od velike važnosti za ekosustave.

Drugim riječima, stopa migracija i protok gena ovisi o sposobnosti raspršivanja istraživane loze.

Migracija i ravnoteža Hardy-Weinberga

Kako bi se proučio utjecaj migracije na Hardy-Weinbergovu ravnotežu, otočni model se često koristi kao pojednostavljenje (model migracije otoka-kontinenta)..

Budući da je populacija otoka relativno mala, u usporedbi s populacijom na kopnu, svaki korak gena s otoka na kontinent nema utjecaja na genotipske i alelne frekvencije kontinenta..

Zbog toga bi protok gena imao učinak samo u jednom smjeru: od kontinenta do otoka.

Da li se frekvencije alela razlikuju?

Da bismo razumjeli učinak migracijskog događaja na otoku, razmotrimo hipotetički primjer mjesta s dva alela 1 i 2. Moramo otkriti da li kretanje gena na otok uzrokuje varijacije u frekvencijama alela.

Pretpostavimo da je frekvencija alela 1 jednak je 1 - što znači da je fiksiran u populaciji, dok je u kontinentalnoj populaciji alel 2 onaj koji je fiksan. Prije sazrijevanja pojedinaca na otoku, 200 osoba migrira na to.

Nakon protoka gena, frekvencije će biti modificirane, a sada će 80% biti "prirodno", dok će 20% biti novo ili kontinentalno. Ovim jednostavnim primjerom možemo pokazati kako kretanje gena dovodi do promjene alelnih frekvencija - ključnog pojma u evoluciji.

Posljedice protoka gena

Kada postoji izražen protok gena između dvije populacije, jedna od najintuitivnijih posljedica je da je ovaj proces odgovoran za razrjeđivanje mogućih razlika između obje populacije..

Na taj način, protok gena može djelovati u suprotnom smjeru od drugih evolucijskih sila koje nastoje zadržati razlike u sastavu genetskih rezervoara. Kao mehanizam prirodne selekcije, na primjer.

Druga posljedica je širenje korisnih alela. Pretpostavimo da se mutacijom pojavljuje novi alel koji svojim nositeljima daje određenu selektivnu prednost. Kada postoji migracija, novi alel se transportira u nove populacije.

Protok gena i koncept vrsta

Biološki koncept vrste široko je poznat i, svakako, najčešće se koristi. Ova definicija odgovara konceptualnoj shemi populacijske genetike, jer uključuje genetski bazen - jedinicu u kojoj se alelne frekvencije mijenjaju.

Na taj način, po definiciji, geni ne prelaze iz jedne vrste u drugu - nema protoka gena - i zbog toga vrste pokazuju određene karakteristike koje im omogućuju da se diferenciraju. Prateći ovu liniju ideja, protok gena objašnjava zašto vrste oblikuju "grozd"Ili fenetska skupina.

Osim toga, prekid protoka gena ima presudne posljedice u evolucijskoj biologiji: u većini slučajeva dovodi do pojave speciacije ili stvaranja novih vrsta. Protok gena može biti prekinut različitim čimbenicima, kao što je postojanje geografske barijere, preferencijama na razini udvaranja, među ostalim mehanizmima.

Istina je i suprotna: postojanje protoka gena doprinosi očuvanju svih organizama u regiji kao jedinstvene vrste.

primjer

Migracija zmije Nerodia sipedon je dobro dokumentiran slučaj protoka gena iz kontinentalne populacije na otok.

Vrsta je polimorfna: može predstavljati značajan uzorak vezivanja ili nije prisutan niti jedan pojas. U pojednostavljenju, obojenost je određena lokusom i dva alela.

Općenito govoreći, zmije na kontinentu su karakterizirane izlaganjem uzorka trake. Nasuprot tome, oni koji žive na otocima ih ne posjeduju. Istraživači su došli do zaključka da je morfološka razlika posljedica različitih selektivnih pritisaka kojima je svaka regija podvrgnuta.

Na otocima se pojedinci obično sunčaju na površini stijena u blizini obale plaže. Pokazalo se da odsustvo bendova olakšava kamuflažu na stijenama otoka. Ta se hipoteza može provjeriti eksperimentima označavanja i ponovnog hvatanja.

Zbog tog prilagodljivog razloga, očekujemo da se populacija otoka sastoji isključivo od organizama bez traka. Međutim, to nije točno.

Svaka generacija dolazi s novom grupom organizacija s bendovima s kontinenta. U ovom slučaju, migracija djeluje kao sila suprotna odabiru.

reference

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., i Byers, B. E. (2004). Biologija: znanost i priroda. Obrazovanje Pearson.
  2. Curtis, H., i Schnek, A. (2006). Poziv na biologiju. Ed Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolucijska analiza. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). evolucija . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije (Svezak 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Mayr, E. (1997). Evolucija i raznolikost života: Odabrani eseji. Sveučilište Harvard Press.
  7. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Južni projekt.