Genetische drift

Een algemene misvatting over evolutie is dat er natuurlijke selectie voor nodig is. Dit is echter niet altijd het geval. Genetische drift is een mechanisme waardoor evolutie kan plaatsvinden zonder natuurlijke selectie. Het wordt gedefinieerd als een verandering in de allelfrequentie van een populatie op basis van toeval. Om dit te laten zien gebruiken we een girafpopulatie als voorbeeld en stellen we ons hun allelen voor beige en bruine kleur voor als knikkers met twee verschillende kleuren. We nemen hier aan dat elke kleur aanvankelijk even algemeen is. Om uit deze populatie een nieuwe generatie te verkrijgen, moeten we paartjes van individuen nemen en zo een selectie maken uit vier allelen voor elk paartje. Als we willekeurig een paartje kiezen om voort te laten planten, krijgen we wellicht twee knikkers van elke kleur. Maar door het toeval alleen zullen sommige paartjes knikkers hebben van maar één kleur, of drie van de ene kleur en één van de andere. Deze toevallige afwijkingen gedurende meerdere paringen kunnen tot gevolg hebben dat de volgende generatie geen gelijke mix meer heeft van de beide allelen. Het is deze variatie van relatieve allelfrequenties met verloop van tijd die genetische drift definieert. Sommige vormen van genetische drift kunnen allelfrequenties dramatisch veranderen. De populatieflessenhals en het stichtereffect zijn twee voorbeelden van extreme genetische drift. De populatieflessenhals vindt plaats als de populatiegrootte significant afneemt voor een of meerdere generaties. Dit kan worden uitgelegd met een metafoor—een fles met knikkers van verschillende kleuren, dus verschillende allelen. Als de fles wordt omgedraaid—de populatieflessenhals vindt plaats— vallen slechts enkele knikkers willekeurig uit de fles. Deze verzameling van knikkers, dat is de overlevende populatie, vormt dan een nieuwe populatie die waarschijnlijk niet representatief is voor de oorspronkelijke populatie. De nieuwe populatie toont een significante afname van genetische diversiteit, wat een extreme genetische drift is. Gebeurtenissen als natuurrampen en overmatige jacht kunnen een dergelijke populatieflessenhals veroorzaken. Voldoende grote populaties kunnen dergelijke gebeurtenissen gewoonlijk weerstaan zonder een dramatisch verlies aan diversiteit. Maar kleine populaties kunnen generaties lang of zelfs permanent worden verstoord. In het tweede type extreme genetische drift, het stichtereffect, verplaatsen kleine delen van een populatie en worden deze geïsoleerd, waardoor een nieuwe populatie “gesticht” wordt. De consequenties doen denken aan de populatieflessenhals. De nieuwe populaties zijn waarschijnlijk niet representatief van de oorspronkelijke populatie, omdat ze minder genetisch divers zijn. Anders dan bij adaptatieve evolutie, waar de allelfrequentie wordt aangepast om te selecteren voor eigenschappen die passen bij de omgeving, zoals lieveheersbeestjes met meer melanine die beter overleven in een koud klimaat door een beter vermogen om hitte te absorberen, representeert genetische drift dus een type evolutie dat alleen voortkomt uit stochastische veranderingen. Bijvoorbeeld de willekeurige verwijdering van een deel van een populatie door een catastrofale gebeurtenis of door migratie.