Mutation, Genfluss und Gendrift

In einer Population sich nicht in einem Hardy-Weinberg-Gleichgewicht befindet, ändert sich die Häufigkeit der Allele im Laufe der Zeit. Jede Abweichung von den fünf Bedingungen des Hardy-Weinberg-Gleichgewichts kann daher die genetische Variation einer bestimmten Population verändern. Zu den Bedingungen, welche die genetische Variabilität einer Population verändern, gehören Mutationen, natürliche Selektion, nicht-zufällige Paarung, Genfluss und der genetische Drift (kleine Populationsgröße).

Mechanismen der genetischen Variation

Die ursprünglichen Quellen von genetischen Variation sind Mutationen. Mutationen sind Veränderungen in der Nukleotidsequenz der DNA. Diese schaffen neue Allele und erhöhen die genetische Variabilität. Die meisten Mutationen verursachen keine signifikanten Veränderungen der Gesundheit oder der Funktionsweise eines Organismus. Wenn jedoch eine Mutation die Überlebenschancen verringert, kann der Organismus vor der Fortpflanzung sterben. Daher werden solche schädlichen Mutationen wahrscheinlich durch natürliche Selektion eliminiert.

Individuen in natürlichen Populationen können ihre Partner auch anhand von bestimmten Merkmalen auswählen und reproduzieren sich daher nicht zufällig. In diesem Fall werden Allele für Merkmale gegen die selektiert wird, in der Population seltener.

Außerdem können Populationen durch Migration einen Genfluss erleben, das ist der Transfer von Allelen in und aus den Genpools. Ein klassisches Beispiel für Genfluss wird bei den meisten Pavianarten beobachtet. Weibliche Paviane paaren sich am häufigsten mit den dominanten Männchen der Gruppe. Junge männliche Paviane verlassen meist immer die Gruppe in der sie geboren wurden, um wahrscheinlich Inzucht zu vermeiden. Sie schließen sich einer neuen Gruppe an, in der sie ihre Gene an Nachkommen weitergeben können.

Bei dem genetischen Drift verändern Zufallsereignisse die Allelhäufigkeiten einer Population. Eine größere Störung, wie z.B. eine Naturkatastrophe, kann die Populationsgröße drastisch reduzieren und dadurch die genetische Variation verringern. Die resultierende Zusammensetzung des Genpools wurde zufällig ausgewählt (d.h. das Überleben der Störung wurde nicht durch die genetische Ausstattung des Individuums bestimmt). Eine solche Verringerung der genetischen Vielfalt wird als genetischer Flaschenhals bezeichnet.

Manchmal kann eine Bevölkerung aufgrund von Stadtentwicklung oder anderen Ereignissen in kleinere Bevölkerungsgruppen getrennt werden. Eine neue Population wird dann von einer kleinen Gruppe der Mitglieder der ursprünglichen Bevölkerung gegründet, und zufällig kann dann ein zuvor seltenes Allel relativ häufig vorkommen. Diesen Effekt auf die Allelhäufigkeiten nennt man den Gründereffekt.

Die Wichtigkeit der genetischen Variabilität

Die genetische Variation ist die Grundlage der Evolution. Natürliche Selektion kann nur dann stattfinden, wenn mehrere Formen von Genen (Allele) in der Bevölkerung vorhanden sind, wobei die Allele bevorzugt werden, die unter den gegenwärtigen Bedingungen einen Vorteil für die Fitness bringen. Andererseits kann der Verlust der genetischen Variation nachteilige Auswirkungen auf die Populationen haben. Wenn der Genpool keine Genvarianten enthält, die das Überleben und die Fortpflanzung fördern kann das negative Auswirkungen auf die Art haben. Wenn sich die Umwelt verändert, kann sich die Population nicht anpassen und möglicherweise aussterben. Diese negativen Auswirkungen sind bei kleineren Populationen stärker ausgeprägt, da der Genpool am Anfang kleiner ist. Kleinere Populationen sind daher anfälliger für stochastische Ereignisse. Daher konzentrieren sich Bemühungen für die Tiererhaltung oft auf die Erhöhung der genetischen Variabilität durch selektive Zucht von Individuen in kleinen und gefährdeten Populationen.