Genenstroom

Evolutie vindt alleen plaats als er genetische variatie is binnen een populatie met verloop van tijd. Een mechanisme dat bijdraagt aan deze variatie is gene flow, de overdracht van genetische varianten tussen populaties. Gene flow vindt plaats als organismen van de ene populatie naar de andere bewegen.

In sommige soorten verplaatsen alleen gameten tussen populaties, zoals stuifmeel dat wordt gedragen door wind of dieren. Gene flow kan nieuwe genetische varianten introduceren—of de frequentie van bestaande varianten in een populatie veranderen. Anders dan bij natuurlijke selectie, die eigenschappen bevordert die de overleving en voortplanting versterken, kunnen bij gene flow adaptatieve eigenschappen ofwel af- of toenemen.

Migrerende muggen kunnen bijvoorbeeld een genvariant of allel verspreiden die weerstand biedt tegen insecticiden. Muggen met het nieuwe allel overleven en planten zich voort met meer succes. De immigratie van koolmezen daarentegen naar het eiland Vlieland toont aan hoe gene flow nadelig kan zijn.

Vogels die van het vasteland immigreren hebben genen voor grotere nestgrootte, terwijl vogels op het eiland selectie ondervinden voor minder eieren. In het midden van Vlieland, waar immigratie drie keer zo hoog is, heeft de mezenpopulatie een lagere overlevingskans dan die in het oosten van Vlieland, waar minder immigratie is. Met de tijd vermindert gene flow doorgaans genetische verschillen tussen populaties, soms met een gezamenlijke genenpoel als gevolg.

Als gene flow echter beperkt is, worden genetische verschillen met de tijd versterkt. Miljoenen jaren geleden vormde een dalende zeespiegel de Landengte van Panama, die Noord- en Zuid-Amerika verbindt. Het resultaat was de scheiding van kruisende mariene populaties.

Populaties aan weerszijden van de landengte bleven zich individueel voortplanten, maar niet met elkaar. In de gescheiden populaties traden willekeurige mutaties op en omgevingsfactoren zorgden dat verschillende eigenschappen door natuurlijke selectie gekozen werden. Uiteindelijk traden genetische verschillen op in reproductieve eigenschappen, waardoor verschillende soorten ontstonden die niet meer konden kruisen, los van de afstand.

Gene flow is dus een krachtig evolutionair mechanisme dat zowel de genetische diversiteit van individuele populaties kan versterken als genetische verschillen beperken.