32.5: Przepływ genów

Ewolucja może zachodzić tylko wtedy, gdy istnieje zmienność genetyczna w populacji w czasie. Jednym z mechanizmów przyczyniających się do tej zmienności jest przepływ genów, czyli transfer wariantów genetycznych między populacjami.

Przepływ genów następuje, gdy organizmy przemieszczają się z jednej populacji do drugiej. U niektórych gatunków tylko gamety przemieszczają się między populacjami, na przykład pyłki roślin roznoszone przez wiatr lub zwierzęta.

Przepływ genów może wprowadzić nowe warianty genetyczne lub zmienić częstotliwość występowania istniejących wariantów genów w populacji. 

W przeciwieństwie do doboru naturalnego, który konsekwentnie promuje cechy zwiększające przeżywalność i reprodukcję, przepływ genów może zwiększać lub zmniejszać częstość występowania cech adaptacyjnych.

Na przykład migrujące komary mogą rozprzestrzeniać wariant genu lub allel, który nadaje odporność na insektycydy. W związku z tym komary z nowym allelem przeżywają i rozmnażają się skuteczniej.

Z drugiej strony, imigracja sikory bogatki na wyspę Vlieland ilustruje, jak szkodliwy może być przepływ genów. Ptaki-imigrantki z kontynentu mają geny odpowiedzialne za większe rozmiary lęgów, podczas gdy ptaki na wyspie doświadczają selekcji w kierunku mniejszych rozmiarów lęgów.

W środkowym Vlieland, gdzie imigracja jest trzykrotnie wyższa, populacja sikorek ma niższy wskaźnik przeżywalności niż we wschodniej Vlielandii, która doświadcza mniejszej imigracji.

Z biegiem czasu przepływ genów ma tendencję do zmniejszania różnic genetycznych między populacjami, czasami prowadząc do wspólnej puli genów. Jednak gdy przepływ genów jest ograniczony, różnice genetyczne nasilają się z czasem.

Miliony lat temu obniżający się poziom oceanów utworzył Przesmyk Panamski, który łączy Amerykę Północną i Południową. W rezultacie doszło do rozdzielenia krzyżujących się populacji morskich.

Populacje po obu stronach przesmyku nadal rozmnażały się między sobą, ale nie między sobą. W oddzielonych populacjach powstały wyraźne, przypadkowe mutacje, a warunki środowiskowe spowodowały, że różne cechy były naturalnie selekcjonowane.

W końcu różnice genetyczne przejawiły się w cechach rozrodczych, tworząc odrębne gatunki, które nie mogły się już krzyżować niezależnie od bliskości.

Tak więc przepływ genów jest potężnym mechanizmem ewolucyjnym, który może zarówno zwiększać różnorodność genetyczną poszczególnych populacji, jak i ograniczać różnice genetyczne między nimi.