Genenstroommechanisme, gevolgen en voorbeelden

de genenstroom of de genenstroom, in de biologie, verwijst naar de verplaatsing van genen van de ene populatie naar de andere. Over het algemeen wordt de term gebruikt als synoniem voor het migratieproces - in zijn evolutionaire betekenis.

In hun algemeen gebruik beschrijft migratie de seizoensgebonden beweging van individuen van de ene regio naar de andere, op zoek naar betere omstandigheden of met reproductieve doeleinden. Voor een evolutionair bioloog omvat migratie echter de overdracht van allelen uit een reeks genen tussen populaties.

In het licht van de populatiegenetica wordt evolutie gedefinieerd als de verandering van allelfrequenties in de tijd.

Volgens de principes van het Hardy-Weinberg-evenwicht zullen de frequenties variëren telkens als er sprake is van: selectie, mutatie, drift en genstroom. Om deze reden wordt genstroom beschouwd als een evolutionaire kracht van groot belang.

index

• 1 Mechanismen van genstroom
• 2 Migratie en de balans van Hardy-Weinberg
  • 2.1 Zijn de allelfrequenties verschillend?
• 3 Gevolgen van genstroom
• 4 Genenstroom en concept van soorten
• 5 Voorbeeld
• 6 Referenties

Mechanismen van genstroom

De mechanismen en oorzaken die de verplaatsing van genen in een populatie veroorzaken, zijn sterk verbonden met de inherente kenmerken van de onderzoeksgroep. Het kan voorkomen als gevolg van de immigratie of emigratie van bepaalde individuen in een staat van voortplanting of, als gevolg van beweging in de gameten.

Een mechanisme kan bijvoorbeeld de occasionele verspreiding zijn van juveniele vormen van een diersoort naar verre populaties.

In het geval van planten zijn de mechanismen gemakkelijker aan te wijzen. De gameten van planten worden op verschillende manieren getransporteerd. Sommige afstammelingen gebruiken abiotische mechanismen, zoals water of wind, die genen naar verre bevolkingsgroepen kunnen brengen.

Op dezelfde manier is er een biotische dispersie. Veel vleesetende dieren nemen deel aan de verspreiding van de zaden. In de tropen bijvoorbeeld spelen vogels en vleermuizen een cruciale rol bij de verspreiding van planten die van groot belang zijn voor ecosystemen.

Met andere woorden, de snelheid van migraties en genstroom hangt af van de verspreidingscapaciteit van de bestudeerde lijn.

De migratie en balans van Hardy-Weinberg

Om het effect van migratie op het Hardy-Weinberg-evenwicht te bestuderen, wordt het eilandmodel vaak gebruikt als een vereenvoudiging (model van eiland-continentmigratie)..

Omdat de bevolking van het eiland relatief klein is, vergeleken met de populatie van het vasteland, heeft elke stap van genen van het eiland naar het continent geen effect op de genotypische en allelische frequenties van het continent..

Om deze reden zou de genstroom slechts in één richting effect hebben: van het continent naar het eiland.

Kunnen de allelfrequenties variëren?

Als u het effect van de migratiegebeurtenis op het eiland wilt begrijpen, overweeg dan het hypothetische voorbeeld van een locus met twee allelen Een₁ en Een₂. We moeten uitzoeken of de verplaatsing van genen naar het eiland leidt tot variatie in allelfrequenties.

Laten we aannemen dat de frequentie van het allel Een₁ is gelijk aan 1 - wat betekent dat het is vastgesteld in de populatie, terwijl het in de continentale bevolking het allel is Een₂ degene die is opgelost. Voorafgaand aan de rijping van de individuen van het eiland, migreren 200 individuen hiernaar.

Na de genstroom zullen de frequenties worden aangepast en nu zal 80% "native" zijn, terwijl 20% nieuw of continentaal is. Met dit eenvoudige voorbeeld kunnen we laten zien hoe de beweging van genen leidt tot de verandering van allelische frequenties - sleutelbegrip in evolutie.

Gevolgen van genstroom

Wanneer er een duidelijke genstroom is tussen twee populaties, is een van de meest intuïtieve consequenties dat dit proces verantwoordelijk is voor het verdunnen van de mogelijke verschillen tussen beide populaties.

Op deze manier kan de genstroom werken in de tegenovergestelde richting van andere evolutionaire krachten die proberen verschillen in de samenstelling van de genetische reservoirs te handhaven. Als het mechanisme van natuurlijke selectie bijvoorbeeld.

Een tweede gevolg is de verspreiding van behulpzame allelen. Stel dat door mutatie een nieuw allel naar voren komt dat een bepaald selectief voordeel geeft aan zijn dragers. Wanneer migratie bestaat, wordt het nieuwe allel naar nieuwe populaties getransporteerd.

Genenstroom en concept van soorten

Het biologische concept van soorten is algemeen bekend en wordt zeker het meest gebruikt. Deze definitie past in het conceptuele schema van populatiegenetica, omdat het de genenpool betreft - eenheid waar de allelische frequenties veranderen.

Op deze manier gaan genen per definitie niet over van de ene soort naar de andere - er is geen genstroom - en om deze reden vertoont de soort bepaalde kenmerken waardoor ze gedifferentieerd kunnen worden. Volgens deze ideeënlijn verklaart de genstroom waarom soorten een "tros"Of fenetische groep.

Bovendien heeft de onderbreking van de genstroom cruciale gevolgen in de evolutionaire biologie: het leidt - in de meeste gevallen - tot gebeurtenissen van soortvorming of vorming van nieuwe soorten. De stroom van genen kan worden onderbroken door verschillende factoren, zoals het bestaan ​​van een geografische barrière, door voorkeuren op baltsniveau, naast andere mechanismen.

Het tegenovergestelde is ook waar: het bestaan ​​van een genstroom draagt ​​ertoe bij dat alle organismen in een regio als één soort worden gehouden.

voorbeeld

De migratie van de slang Nerodia sipedon is een goed gedocumenteerd geval van genstroom van een continentale bevolking naar een eiland.

De soort is polymorf: het kan een significant strepenpatroon vertonen of geen enkele band bevatten. In een vereenvoudiging wordt de kleuring bepaald door een locus en twee allelen.

In het algemeen worden de slangen van het continent gekenmerkt door het vertonen van het bandpatroon. Degenen die de eilanden bevolken, hebben ze daarentegen niet. Onderzoekers zijn tot de conclusie gekomen dat het morfologische verschil te wijten is aan de verschillende selectieve drukken waaraan elk gebied wordt onderworpen.

Op de eilanden zonnebaden mensen meestal op het oppervlak van de rotsen in de buurt van de kust van het strand. Er werd aangetoond dat de afwezigheid van banden de camouflage op de rotsen van de eilanden vergemakkelijkt. Deze hypothese kan worden geverifieerd met behulp van experimenten met tagging en herovering.

Om deze adaptieve reden zouden we verwachten dat de bevolking van het eiland uitsluitend bestaat uit organismen zonder banden. Dit is echter niet waar.

Elke generatie komt met een nieuwe groep organisaties met bands uit het continent. In dit geval fungeert de migratie als een kracht die in strijd is met de selectie.

referenties

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2004). Biologie: wetenschap en natuur. Pearson Education.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Ed. Panamericana Medical.
3. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
4. Futuyma, D. J. (2005). evolutie . Sinauer.
5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie (Deel 15). New York: McGraw-Hill.
6. Mayr, E. (1997). Evolutie en de diversiteit van het leven: geselecteerde essays. Harvard University Press.
7. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van de biologie. Zuid-project.