Mechanismus toku genů, důsledky a příklady

The tok genů nebo tok genů, v biologii, označuje přesun genů z jedné populace do druhé. Obecně se tento termín používá synonymně s migračním procesem - v jeho evolučním smyslu.

Migrace běžně popisuje sezónní pohyb jednotlivců z jedné oblasti do druhé, při hledání lepších podmínek nebo pro reprodukční účely. U evolučního biologa však migrace zahrnuje přenos alel souboru genů mezi populacemi..

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

Podle principů Hardyho-Weinbergovy rovnováhy se frekvence budou lišit, kdykoli nastane: výběr, mutace, drift a tok genů. Z tohoto důvodu je tok genů považován za velmi důležitou evoluční sílu..

Rejstřík článků

• 1 Mechanismy toku genů
• 2 Migrace a Hardy-Weinbergova rovnováha
  • 2.1 Mění se frekvence alely?
• 3 Důsledky toku genů
• 4 Genový tok a koncepce druhů
• 5 Příklad
• 6 Reference

Mechanismy toku genů

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

Jedním mechanismem může být například příležitostné rozptýlení juvenilních forem živočišného druhu do vzdálených populací..

V případě rostlin se mechanismy snáze upínají. Rostlinné gamety jsou transportovány různými způsoby. Některé linie používají abiotické mechanismy, jako je voda nebo vítr, které mohou přenášet geny do vzdálených populací.

Podobně dochází k biotickému rozptýlení. Mnoho plodonosných zvířat se účastní šíření semen. Například v tropech hrají ptáci a netopýři zásadní roli při šíření rostlin, které mají velký význam pro ekosystémy..

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

Migrace a Hardy-Weinbergova rovnováha

Ke studiu vlivu migrace na Hardy-Weinbergovu rovnováhu se jako zjednodušení obvykle používá ostrovní model (migrační model ostrov-kontinent).

Vzhledem k tomu, že populace ostrova je ve srovnání s populací pevniny relativně malá, nemá jakýkoli přenos genů z ostrova na pevninu žádný vliv na genotyp a frekvence alel na pevnině..

Z tohoto důvodu by tok genů měl účinek pouze v jednom směru: z pevniny na ostrov..

Změňte alelové frekvence?

Chcete-li pochopit účinek migrační události na ostrov, zvažte hypotetický příklad lokusu se dvěma alelami NA₁ Y NA_dva. Musíme zjistit, zda pohyb genů na ostrov způsobuje odchylky ve frekvencích alel.

Předpokládejme, že alela frekvence NA₁ se rovná 1 - což znamená, že je fixní v populaci, zatímco v kontinentální populaci je to alela NA_dva ten, který je opravený. Před zráním jednotlivců na ostrově migruje na tento ostrov 200 jedinců.

Po toku genů se frekvence změní a nyní bude 80% „nativních“, zatímco 20% je nových nebo kontinentálních. Na tomto velmi jednoduchém příkladu můžeme demonstrovat, jak genový pohyb vede ke změně frekvencí alel - klíčového konceptu v evoluci.

Důsledky toku genů

Pokud existuje výrazný tok genů mezi dvěma populacemi, jedním z nejintuitivnějších důsledků je, že tento proces je zodpovědný za ředění možných rozdílů mezi oběma populacemi..

Tímto způsobem může tok genů působit opačným směrem než jiné evoluční síly, které se snaží zachovat rozdíly ve složení genetických rezervoárů. Například jako mechanismus přirozeného výběru.

Druhým důsledkem je šíření prospěšných alel. Předpokládejme, že mutací vznikne nová alela, která svým nositelům poskytne určitou selektivní výhodu. Když dojde k migraci, nová alela je přenesena do nových populací.

Koncept genového toku a druhů

Biologický koncept druhu je široce známý a je jistě nejpoužívanější. Tato definice odpovídá koncepčnímu schématu populační genetiky, protože zahrnuje genový fond - jednotku, kde se mění frekvence alel..

Podle definice tedy geny neprocházejí z jednoho druhu na druhý - nedochází k žádnému toku genů - az tohoto důvodu druhy vykazují určité vlastnosti, které jim umožňují diferenciaci. Po této linii myšlenek vysvětluje tok genů, proč druhy tvoří „shluk"Nebo fenetické seskupení.".

Kromě toho má narušení toku genů zásadní důsledky v evoluční biologii: vede - ve většině případů - ke speciačním událostem nebo k tvorbě nových druhů. Tok genů může být přerušen různými faktory, jako je existence geografické bariéry, preference na úrovni námluv a další mechanismy..

Opak je také pravdou: existence toku genů přispívá k tomu, že všechny organismy v oblasti zůstávají jako jeden druh.

Příklad

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

Tento druh je polymorfní: může mít značný pruhovaný vzor nebo vůbec žádný pás. Ve zjednodušení je zbarvení určeno lokusem a dvěma alelami.

Obecně lze říci, že hadi kontinentu se vyznačují vzorem pásů. Naproti tomu ti, kteří ostrovy obývají, je nevlastní. Vědci dospěli k závěru, že morfologický rozdíl je způsoben různými selektivními tlaky, kterým je každý region vystaven..

Na ostrovech mají jednotlivci sklon opalovat se na povrchu skal poblíž břehu pláže. Bylo prokázáno, že absence pásů usnadňuje maskování na skalách ostrovů. Tuto hypotézu lze testovat pomocí experimentů se značkováním a vychytáváním..

Z tohoto adaptivního důvodu bychom očekávali, že ostrovní populace bude tvořena výhradně nerozvinutými organismy. To však není pravda.

Každá generace přichází z kontinentu novou skupinou pruhovaných organismů. V tomto případě funguje migrace jako protinutěž k výběru..

Reference

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