Deriva genetica

La deriva genetica è un meccanismo che agisce insieme alla selezione naturale e cambia casualmente la frequenza allelica in una popolazione

Cos'è la deriva genetica?

IL Deriva genetica o Il gene è un meccanismo evolutivo stocastico, che provoca fluttuazioni o variazioni casuali nelle frequenze alleliche di una popolazione.

La selezione naturale e la deriva genica di Charles Darwin sono i due processi più importanti coinvolti nel cambiamento evolutivo nelle popolazioni. 

A differenza della selezione naturale, considerata un processo deterministico e non endom, la deriva genica è un processo in cui si verificano fluttuazioni casuali delle frequenze alleliche.

La deriva genica porta all'evoluzione non adattativa. In effetti, la selezione naturale - e non la deriva genica - è l'unico meccanismo usato per spiegare tutti gli adattamenti degli organismi a diversi livelli (anatomici, fisiologici o etologici).

Ciò non significa che la deriva genica non sia importante. Una delle conseguenze più sorprendenti di questo fenomeno sono osservate a livello molecolare, tra le differenze nella sequenza del DNA e delle proteine.

Cause di deriva genica

Le cause della deriva genica sono fenomeni stocastici, cioè casualmente-. Alla luce della genetica delle popolazioni, l'evoluzione è definita come una variazione nel tempo nelle frequenze alleliche della popolazione.

La deriva si traduce in un cambiamento in queste frequenze per eventi casuali chiamati "errori di campionamento".

La deriva genica è considerata un errore di campionamento. I geni inclusi in ogni generazione sono un campione dei geni che trasportano la generazione precedente.

Qualsiasi campione è soggetto a errore di campionamento. Cioè, la proporzione dei diversi elementi che troviamo in un campione sono soggetti a modifiche per pura possibilità.

Immaginiamo che abbiamo una borsa con 50 patatine bianche e 50 fogli neri. Se ne prendiamo dieci, possiamo ottenere 4 bianchi e 6 neri o 7 bianchi e 3 neri.

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Vi è discrepanza tra i valori teoricamente previsti (5 e 5 di ciascun colore) e quelli ottenuti sperimentalmente.

Effetti della deriva genica

Gli effetti della deriva genica sono evidenziati come cambiamenti casuali nelle frequenze alleliche di una popolazione.

Come abbiamo detto, questo avviene quando non esiste alcuna relazione tra la caratteristica che è varia e il fitness. Con il passare del tempo, gli alleli finiranno per ripararsi o perdere dalla popolazione.

In biologia evolutiva, il termine fitness È ampiamente usato e si riferisce alla capacità di un organismo di riprodursi e sopravvivere. Il parametro varia tra 0 e 1.

Pertanto, la caratteristica che varia in base alla deriva non è correlata dalla riproduzione e dalla sopravvivenza dell'individuo.

La perdita di alleli porta al secondo effetto della deriva genica: la perdita di eterozigosi nella popolazione. La variazione in un determinato locus diminuirà e alla fine perderà.

Esempi di deriva genica

Esempio ipotetico: lumache e mucche

Immagina un prato dove coesistono lumache e mucche. Nella città di Caracoles possiamo distinguere due colorazioni: un guscio nero e una conchiglia gialla. Un fattore decisivo nella mortalità delle lumache sono i gradini delle mucche.

Tuttavia, se una lumaca è calpestata, non dipende dal colore del suo guscio, poiché è un evento casuale. In questo ipotetico esempio, la città di Caracoles inizia con la stessa proporzione di colori (50 lumache nere e 50 gialle).

Nel caso in cui le mucche eliminino 6 neri e solo 2 gialli, la proporzione di colori cambierebbe.

Allo stesso modo, quelli gialli possono morire in un'ulteriore proporzione, poiché non vi è alcuna relazione tra il colore e la probabilità di essere schiacciati (tuttavia, non esiste un effetto "compensatore").

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In che modo la proporzione di lumache variare nel tempo?

Durante questo processo casuale, le proporzioni di gusci neri e gialli fluttuano nel tempo. Alla fine, una delle conchiglie raggiungerà i limiti: 0 o 1.

Quando la frequenza raggiunta è 1 -supponiamo che per l'allele del guscio giallo - tutte le lumache saranno di questo colore. E, come possiamo intuire, l'allele per il guscio nero sarà perso.

L'unico modo per avere di nuovo quell'allele nella popolazione è che per migrazione o mutazione.

Gene in azione: Guepardos

Il fenomeno della deriva genica può essere osservato nelle popolazioni naturali e l'esempio più estremo è cheat. Questi rapidi e stili felini appartengono alla specie Acinonyx jubatus.

Circa 10 anni fa.000 anni, il formaggio - e altre popolazioni di grandi mammiferi - hanno sperimentato un evento estremo di estinzione.

Questo evento ha causato un "collo di bottiglia" nella popolazione di formaggio, dove sono sopravvissuti solo pochi individui.

I sopravvissuti al fenomeno catastrofico pleistocene hanno dato origine a tutto il formaggio oggi. Gli effetti della deriva, un colpo di stato.

In effetti, il sistema immunitario di questi animali è praticamente identico in tutti gli individui. Se per qualsiasi motivo, uno qualsiasi dei membri aveva bisogno di una donazione di un organo, uno qualsiasi dei loro compagni di classe potrebbe farlo senza portare a alcuna probabilità di rifiuto.

Le donazioni sono procedure eseguite con cura ed è necessario-.

Esempio nelle popolazioni umane: l'Amish

I colli di bottiglia e l'effetto fondatore si verificano anche negli esseri umani attuali e hanno conseguenze rilevanti nel campo medico.

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Amish è un gruppo religioso. Sono caratterizzati da uno stile di vita semplice, senza tecnologia e altri servizi attuali, in aggiunta al trasporto, in una frequenza estremamente alta, malattie genetiche e patologie-.

Circa 200 colonizzatori sono arrivati ​​in Pennsylvania (Stati Uniti), dall'Europa, e hanno iniziato a riprodursi tra i membri stessi.

Si ipotizza che tra i colonizzatori vi fossero portatori di malattie genetiche recessive autosomiche, inclusa la sindrome di Ellis-va Creveld. Questa sindrome è caratterizzata da tratti di nanismo e polidarda (dita alte, superiori a cinque cifre).

La malattia era nella popolazione iniziale con una frequenza di 0,001 e aumentava significativamente a 0,07.

Altri esempi

- L'elefante marino settentrionale: questi foche hanno subito un intenso collo di bottiglia nel 1820-1880, quindi è stata presentata una deriva genetica. Per questo motivo, hanno poca varietà genetica.

- La tartaruga Testudo Hermanii Aveva un processo simile a quello dell'elefante marino settentrionale, quindi ha anche pochissima varietà genetica a causa della deriva genica.

- The Argénta Seagull: è una specie di gabbiano che presenta differenze secondo il luogo in cui si trova. In Cádiz presenta punti, in America è completamente bianco, in Asia puoi vedere le motociclette nelle ali, quindi in Europa i punti abbondano fino a raggiungere di nuovo Cádiz, dove allora ci sono le due popolazioni, la chiazza e quella bianca, come Se fossero due specie diverse che erano le stesse.

Riferimenti

1. Audeserk, t., Audeserk, g., & Byers, B. E. (2004). Biologia: scienza e natura. Pearson Education.
2. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Invito alla biologia. Ed. Pan -American Medical.
3. Freeman, s., & Herron, J. C. (2002). Analisi evolutiva. Prentice Hall.