Back to chapter

32.4:

الانحراف الجيني

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Genetic Drift

Languages

Share

هنالك اعتقاد عام خاطئ حول التطور بأنه يحتاج انتقاءًطبيعياًليحدث رغم أن هذه ليست الحال دائماًالخلل الجيني هو أحد الآليات التي يمكن أن يحدث التطور من خلالها دون الانتقاء الطبيعي. فهو يعرّف بأنه تغير في تكرار الأليل لمجتمع معين بمحض الصدفة. ولتصوّر هذا،دعنا نستخدم مجتمع الزرافات كمثال ونتخيل الأليلات الخاصة بهم من اللون الأسمر والبني يتم تمثيلهما بِكُرتين بلونين مختلفين.سنفترض هنا أن كل لون يبدأ وفيراًبشكل متساوٍإذا كان علينا بدء جيل جديد من هذا المجتمع فسنحتاج إلى تربية أزواج من الأفراد وبالتالي الاختيار من بين أربع أليلات لكل زوج. إذا اخترنا زوجاًتم تربيته عشوائياًفبالتالي سينتهي الأمر بنا بكرتين اثنتين من كل لون. بيد أنه وبالصدفة وحدها فإن بعض الأزواج سيكون لها كرات بلون واحد أو ثلاثة بلون واحد.وكرة واحدة من الألوان الأخرى. هذه الاختلافات في الاحتمالات في الأزواج المتعددة يمكن أن تعني أن الجيل القادم لن يمتلك بعد الآن مزيجاًمتساوياًمن كل أليل. إن هذا الاختلاف لتكرار الأليل النسبي مع مرور الوقت هو الذي يحدّد الخلل الجيني.بعض الأشكال من الخلل الجيني يمكنها أن تغير بشكل كبير تكرار الأليل. تأثير عنق الزجاجة وتأثير المؤسس هما مثالان على الخلل الجيني الشديد. يحدث تأثير عنق الزجاجة عندما يتم تخفيض حجم المجتمع بشكل كبير لجيل واحد أو أكثر.يمكن شرحه مجازياًباستخدام-زجاجة تحتوي على كرات بألوان مختلفة وهذا يعني أليلات مختلفة وعند قلب الزجاجة فقط يحدث تأثير عنق الزجاجة ويسقط عدد قليل من الكرات بشكل عشوائي. هذه المجموعة من الرخاميات تعرف أيضاًباسم المجتمع المتبقي على قيد الحياة. وبالتالي تؤسس مجتمعاًجديداًوالذي من غير المحتمل أن يكون ممثلاًللمجتمع الأصلي.يظهر المجتمع الجديد تنوعاًجينياًمنخفضاًبشكل كبير،والذي يعد خللاًجينياًشديداًيمكن أن تسبّب الأحداث من الكوارث الطبيعية والصيد الجائر مثل تأثير عنق الزجاجة هذا. يمكن للمجتمعات الكبيرة بما يكفي أن أن تقاوم هذه الأحداث دو ن خسارات كبيرة في التنوع. من ناحية أخرى،فإن المجتمعات الصغيرة يمكن تشويهها لأجيالٍأو حتى بشكل دائم.في النوع الثاني من الخلل الجيني الشديد وهو تأثير المؤسس،فإن مجموعة صغيرة من مجتمع معين يمكن أن تغير مكانها وتصبح معزولة وتنشئ مجتمعات مؤسسة”جديدة. النتائج المترتبة على ذلك هي حافلة بالذكريات لتأثير عنق الزجاجة. ويغلب على الظن أن المجتمعات الجديدة غير ممثلة للمجتمع الأصلي لأن هنالك تنوعاًجينياًأقل.ولذا وبعكس التطور التكيفي حيث يتغير تكرار الأليل لاختيار المزايا المناسبة للبيئة مثل الخنافس التي تمتلك كمية أكبر من الميلانين يمكن أن تعيش بشكل أفضل في المناخات الأبرد بسبب القدرة المحسنة على امتصاص الحرارة،يمثل الخلل الجيني نوعاًمن التطور الذي يعزى بشكل رئيسي إلى تغير عشوائي. على سبيل المثال،الإزالة العشوائية لمجموعة معينة من مجتمع معيّن من خلال حدث أو أو هجرة كارثية.

32.4:

الانحراف الجيني

الانتقاء الطبيعي _ ربما أكثر الآليات التطورية شهرة _ يزيد من انتشار الصفات التي تعزز البقاء على قيد الحياة و التكاثر. و مع ذلك ، لا ينشر التطور فقط الصفات المفضلة ، و لا يفيد السكان دائماً.

الحياة ليست عادلة. يمكن للغزلان التي ترعى باقتناع في حقل أن تقطع وجبتها بشكل مأساوي بواسطة صاعقة البرق. إذا كانت الظبية المنكوبة واحدة من ثلاثة فقط في السكان ، فسيتم فقد ثلث مجموعة الجينات السكانية. يمكن لأحداث عشوائية كهذه أن تؤثر على السكان بشكل لا يمحى ، أحياناً لأجيال. تسمى هذه الآلية التطورية بالانحراف الجيني.

الانحراف الجيني هو تحول في عدد تواترات الأليل بسبب الأحداث العارضة. الأليلات هي اختلافات في الجين ، وتكرارها هو الجزء ، أو النسبة المئوية ، من السكان صاحبة هذا الأليل. يمكن أن يغير الانحراف الجيني تواترات الأليلات المفيدة والمحايدة والضارة على حد سواء.

لا يؤثر الانحراف الجيني بشكل كبير على التجمعات السكانية الكبيرة بشكل كافٍ ؛ هذا لأنه لا يحدث بمعزل عن الآخرين ، بل جنباً إلى جنب مع الآليات التطورية الأخرى ، مثل الانتقاء الطبيعي. في التجمعات السكانية الكبيرة ، يمكن أن يُفقد العديد من الأفراد ، ولا يزال تجمع الجينات المتبقي متنوعاً بما يكفي لكي يعمل الانتقاء الطبيعي.

ومع ذلك ، يمكن للانحراف الجيني أن يقلل بشكل حاد من التنوع الجيني في مجموعات صغيرة ، مما يؤدي إلى حدوث خطأ في أخذ العينات. يحدث خطأ في أخذ العينات عندما لا تكون العينة ممثلة للمجتمع الذي اشتقت منه. عندما يتم القضاء على جزء من السكان ، قد يمثل الأعضاء الباقون جزءاً صغيراً فقط من التنوع الجيني للسكان الأصليين. عادةً ما تكون العينات الأكبر حجماً أكثر تمثيلاً ، وهذا هو سبب تكبير العلماء لحجم العينة لتجاربهم.

مثالان متطرفان للانحراف الجيني هما تأثير عنق الزجاجة _ الناجم عن أحداث كارثية ، مثل الكوارث الطبيعية _ وتأثير المؤسس ، نتيجة للاستعمار. في كلتا الحالتين ، تخلق مجموعات سكانية صغيرة مشتقة من مجموعات أكبر خطأ في أخذ العينات يؤدي إلى التطور ، أحياناً من سمات أقل من مواتية.

Suggested Reading

Andrews, C. A. (2010) Natural Selection, Genetic Drift, and Gene Flow Do Not Act in Isolation in Natural Populations. Nature Education Knowledge. 3(10):5. [Source]

Pray, L. (2008) Genetic drift: bottleneck effect and the case of the bearded vulture. Nature Education. 1(1):61. [Source]