تدفق الجينات: الآلية والنتائج والأمثلة
يشير تدفق الجينات أو تدفق الجينات ، في علم الأحياء ، إلى حركة الجينات من مجتمع إلى آخر. بشكل عام ، يتم استخدام المصطلح كمرادف لعملية الترحيل - بمعناه التطوري.
في الاستخدام الشائع ، تصف الهجرة الحركة الموسمية للأفراد من منطقة إلى أخرى ، بحثًا عن ظروف أفضل ، أو لأغراض الإنجاب. ومع ذلك ، بالنسبة لعالم الأحياء التطوري ، تتضمن الهجرة نقل الأليلات من مجموعة من الجينات بين السكان.
في ضوء علم الوراثة السكانية ، يُعرّف التطور بأنه تغيير ترددات الأليل بمرور الوقت.
وفقًا لمبادئ توازن هاردي وينبرغ ، ستختلف الترددات كلما كان هناك: الانتقاء ، الطفرة ، الانجراف وتدفق الجينات. لهذا السبب ، يعتبر تدفق الجينات قوة تطورية ذات أهمية كبيرة.
آليات تدفق الجينات
ترتبط الآليات والأسباب التي تسبب حركة الجينات في مجتمع ما بالخصائص الكامنة في مجموعة الدراسة. يمكن أن يحدث عن طريق هجرة أو هجرة بعض الأفراد في حالة التكاثر أو نتيجة الحركة في الأمشاج.
على سبيل المثال ، قد تكون إحدى الآليات هي التشتت العرضي لأشكال الأحداث من فصيلة حيوانية إلى مجموعات بعيدة.
في حالة النباتات ، والآليات هي أسهل لتحديد. يتم نقل الأمشاج من النباتات بطرق مختلفة. تستخدم بعض الأنساب آليات غير حيوية ، مثل الماء أو الرياح ، والتي يمكن أن تحمل الجينات إلى السكان البعيدين.
بنفس الطريقة ، يوجد تشتت حيوي. تشارك العديد من الحيوانات المؤذية في تشتت البذور. على سبيل المثال ، في المناطق المدارية ، تلعب الطيور والخفافيش دورًا مهمًا في تشتت النباتات ذات الأهمية الكبرى للنظم الإيكولوجية.
بمعنى آخر ، يعتمد معدل الهجرات وتدفق الجينات على قدرة التشتت في السلالة التي تمت دراستها.
الهجرة وتوازن هاردي وينبرغ
لدراسة تأثير الهجرة على توازن هاردي وينبرج ، غالبًا ما يستخدم نموذج الجزيرة كتبسيط (نموذج الهجرة من جزيرة إلى قارة).
نظرًا لأن عدد سكان الجزيرة صغير نسبيًا ، مقارنةً بسكان البر الرئيسي ، فإن أي مرور للجينات من الجزيرة إلى البر الرئيسي لن يكون له أي تأثير على الترددات الوراثية والأليلية في القارة.
لهذا السبب ، سيكون لتدفق الجينات تأثير فقط في اتجاه واحد: من القارة إلى الجزيرة.
هل تختلف ترددات الأليل؟
لفهم تأثير الحدث المهاجر على الجزيرة ، خذ بعين الاعتبار المثال الافتراضي للموضع مع أليلين A 1 و A 2 . يجب علينا معرفة ما إذا كانت حركة الجينات إلى الجزيرة تسبب تباينًا في الترددات الأليلية.
سوف نفترض أن تواتر الأليل A 1 يساوي 1 - مما يعني أنه ثابت في السكان ، بينما في الأقاليم القارية يكون أليل A 2 ثابتًا. قبل نضوج أفراد الجزيرة ، يهاجر 200 فرد إليها.
بعد تدفق الجينات ، سيتم تعديل الترددات ، والآن ستكون 80 ٪ "الأم" ، في حين أن 20 ٪ جديدة أو قارية. مع هذا المثال البسيط ، يمكننا أن نبيّن كيف تؤدي حركة الجينات إلى تغيير الترددات الأليلية - المفهوم الرئيسي في التطور.
عواقب تدفق الجينات
عندما يكون هناك تدفق جيني ملحوظ بين جماعتين ، فإن إحدى أكثر النتائج حدسيًا هي أن هذه العملية مسؤولة عن تخفيف الاختلافات المحتملة بين المجموعتين.
وبهذه الطريقة ، يمكن أن يعمل تدفق الجينات في الاتجاه المعاكس للقوى التطورية الأخرى التي تسعى إلى الحفاظ على الاختلافات في تكوين الخزانات الجينية. كآلية الانتقاء الطبيعي ، على سبيل المثال.
والنتيجة الثانية هي نشر أليلات مفيدة. لنفترض أنه من خلال التغيير ، يظهر أليل جديد يعطي ميزة انتقائية معينة لشركات النقل. عند وجود الهجرة ، يتم نقل أليل الرواية إلى سكان جدد.
تدفق الجينات ومفهوم الأنواع
المفهوم البيولوجي للأنواع معروف على نطاق واسع ، وبالتأكيد هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. يتوافق هذا التعريف مع المخطط المفاهيمي لعلم الوراثة السكانية ، لأنه يتضمن مجموعة الجينات - وحدة حيث تتغير الترددات الأليلية.
بهذه الطريقة ، بحكم تعريفها ، لا تنتقل الجينات من نوع إلى آخر - لا يوجد تدفق جيني - ولهذا السبب تظهر الأنواع بعض الخصائص التي تسمح بتمييزها. باتباع هذا السطر من الأفكار ، يفسر تدفق الجينات لماذا تشكل الأنواع " كتلة " أو كتلة فينيقية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن انقطاع تدفق الجينات له عواقب وخيمة في البيولوجيا التطورية: إنه يؤدي - في معظم الحالات - إلى أحداث التكاثر أو تكوين أنواع جديدة. يمكن مقاطعة تدفق الجينات بعوامل مختلفة ، مثل وجود حاجز جغرافي ، بواسطة p
والعكس صحيح أيضًا: وجود تدفق الجينات يساهم في الحفاظ على جميع الكائنات الحية في المنطقة كنوع واحد.
مثال
هجرة الأفعى Nerodia sipedon هي حالة موثقة جيدًا لتدفق الجينات من سكان قاري إلى جزيرة.
النوع متعدد الأشكال: يمكن أن يقدم نمطًا كبيرًا للنطاق أو لا يمثل أي نطاق. في التبسيط ، يتم تحديد التلوين بواسطة موضع واحد وأليلين.
بشكل عام ، تتميز ثعابين القارة بإظهار نمط الشريط. في المقابل ، أولئك الذين يسكنون الجزر لا يمتلكونها. توصل الباحثون إلى أن الاختلاف المورفولوجي يرجع إلى الضغوط الانتقائية المختلفة التي تخضع لها كل منطقة.
في الجزر ، عادة ما يستحم الأفراد على سطح الصخور بالقرب من شاطئ الشاطئ. وقد تبين أن عدم وجود عصابات يسهل التمويه على صخور الجزر. يمكن التحقق من هذه الفرضية باستخدام تجارب الوسم واستعادة.
لهذا السبب التكيفي ، نتوقع أن يتألف سكان الجزيرة حصريًا من الكائنات الحية التي لا توجد بها عصابات. ومع ذلك ، هذا ليس صحيحا.
كل جيل يأتي مجموعة جديدة من المنظمات مع فرق من القارة. في هذه الحالة ، تعمل الهجرة كقوة مخالفة للاختيار.
