Дрейф генов и популяционные волны
🌿 Биология · 11 класс
Дрейф генов и популяционные волны
Дрейф генов (генетико-автоматические процессы) — это случайное, ненаправленное изменение частот аллелей в популяции от поколения к поколению. В отличие от естественного отбора, дрейф не зависит от полезности признака: аллель может стать редким или исчезнуть просто по воле случая. Особенно сильно дрейф проявляется в малочисленных популяциях.
Почему дрейф сильнее в малых популяциях
Если родителей много, случайные отклонения взаимно гасятся, и частоты аллелей сохраняются. Но когда особей мало, случайная гибель или неучастие нескольких из них в размножении резко меняет соотношение аллелей. Можно сравнить это с подбрасыванием монеты: при 1000 бросках доля «орлов» близка к половине, а при 4 бросках легко выпадает 3 «орла» и 1 «решка».
Популяционные волны
Популяционные волны («волны жизни», термин С. С. Четверикова) — это периодические колебания численности особей в популяции. Причины волн: смена сезонов, урожайные и неурожайные годы, эпидемии, стихийные бедствия, колебания численности хищников и жертв. На спаде численности популяция проходит через малое число особей, и тогда дрейф генов действует особенно мощно.
Правило. Популяционные волны — поставщик материала для дрейфа: они то усиливают, то ослабляют действие случайных процессов, изменяя частоты аллелей и концентрацию мутаций.
Эффект бутылочного горлышка и эффект основателя
Это два частных случая дрейфа генов.
| Эффект | Когда возникает | Результат |
|---|---|---|
| Бутылочного горлышка | Резкое сокращение численности (катастрофа, эпидемия) | Случайно гибнет большая часть аллелей, генофонд обедняется |
| Основателя | Новую популяцию создаёт малая группа переселенцев | Генофонд потомков отражает только аллели немногих основателей |
Разбор примера
Стадо из 200 оленей с частотой редкого аллеля q = 0,1 пережило суровую зиму, выжило 6 особей. По случайности среди выживших не оказалось ни одного носителя редкого аллеля.
до зимы: q = 0,1 (аллель присутствует)после зимы: q = 0 (аллель утрачен)
При восстановлении численности популяция уже не вернёт потерянный аллель — это пример обеднения генофонда.
Частые ошибки. Дрейф генов нельзя считать направленным процессом: он не «приспосабливает» популяцию, а действует случайно. Также его не путают с естественным отбором — отбор сохраняет полезные аллели, а дрейф может убрать и полезный, и вредный аллель одинаково.
Кратко о главном
- Дрейф генов — случайное ненаправленное изменение частот аллелей.
- Дрейф сильнее всего проявляется в малочисленных популяциях.
- Популяционные волны — колебания численности, усиливающие дрейф.
- Эффект бутылочного горлышка и эффект основателя обедняют генофонд.
- В отличие от отбора, дрейф может удалить даже полезный аллель.