- ยีนหรือพันธุกรรม
- ตัวอย่างของการล่องลอยของยีน
- ผลกระทบของผู้ก่อตั้งเกิดขึ้นเมื่อใด
- ผู้ก่อตั้งผลในห้องปฏิบัติการ
- ตัวอย่างในประชากรมนุษย์
- การย้ายถิ่นไปยังเกาะเล็ก ๆ
- อามิช
- อ้างอิง
ผลก่อตั้งในชีววิทยาเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการแยกกลุ่มเล็ก ๆ ของบุคคลจากประชากรขนาดใหญ่ที่ เมื่อจำนวนบุคคลเพิ่มขึ้นกลุ่มยีนอาจไม่ใช่ภาพสะท้อนที่แน่นอนของประชากรที่ก่อให้เกิดพวกเขา
การเปลี่ยนแปลงในกลุ่มยีนเมื่อเทียบกับประชากรเริ่มต้นและการลดลงของความแปรปรวนในการนำไปสู่ประชากร - ในบางกรณี - เพื่อเพิ่มความถี่ของอัลลีลที่สะกดถอย
ที่มา: โดย Founder_effect.png: ผู้ใช้: Qz10derivative work: Zerodamage (ไฟล์นี้ได้มาจาก: Founder effect.png :) ผ่าน Wikimedia Commons
ด้วยเหตุนี้วรรณกรรมทางการแพทย์จึงมีตัวอย่างที่ดีที่สุดของเอฟเฟกต์ของผู้ก่อตั้งซึ่งประชากรมนุษย์จำนวนน้อยได้ตั้งรกรากอยู่ในสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ
เมื่อประชากรเหล่านี้มีขนาดเพิ่มขึ้นกลุ่มยีนของพวกมันจะแตกต่างจากประชากรและสัดส่วนของอัลลีลที่เป็นอันตรายก็สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือ Amish
ยีนหรือพันธุกรรม
Gene drift เป็นแนวคิดที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับผลของผู้ก่อตั้ง
ในบรรดากลไกที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการเรามีการคัดเลือกโดยธรรมชาติและการล่องลอยทางพันธุกรรม สาเหตุหลังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของอัลลีลในประชากรผ่านเหตุการณ์ที่เป็นไปได้
การล่องลอยของยีนเกิดขึ้นในทุกประชากร แต่มีผลชัดเจนกว่าและออกฤทธิ์เร็วกว่าในประชากรขนาดเล็ก ในประชากรจำนวนมากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญไม่มีผลต่อกลุ่มยีนอย่างมีนัยสำคัญ
ดังนั้นจึงมีสองสาเหตุหรือตัวอย่างของการล่องลอยของยีน: ผลกระทบคอขวดของประชากรและผลของผู้ก่อตั้ง ผู้เขียนบางคนถือว่าผลกระทบของผู้ก่อตั้งเป็นกรณีพิเศษของคอขวด
ตัวอย่างของการล่องลอยของยีน
เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจาก“ ข้อผิดพลาดในการสุ่มตัวอย่าง” สมมติว่าเรามีถุงที่มีถั่ว 200 เมล็ด: สีขาว 100 เม็ดและสีดำ 100 เมล็ด ถ้าฉันสกัดถั่ว 10 เมล็ดบางทีฉันอาจจะได้สีขาว 6 เม็ดและสีดำ 4 สีโดยบังเอิญไม่ใช่สัดส่วนที่คาดไว้: 5 และ 5 นี่คือวิธีการดริฟท์
ตอนนี้เราสามารถคาดคะเนตัวอย่างนี้กับอาณาจักรสัตว์ได้ สมมติว่าเรามีประชากรสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนสีขาวและอื่น ๆ ที่มีขนสีดำ
โดยบังเอิญมีเพียงคนผมดำเท่านั้นที่สืบพันธุ์ - เหตุการณ์ที่เป็นไปได้บางอย่างขัดขวางการสืบพันธุ์ของแขนขาที่มีขนสีขาว การเปลี่ยนแปลงความถี่อัลลิลิกแบบสุ่มนี้เป็นการล่องลอยของยีน
ตามธรรมชาติแล้วอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากภัยพิบัติทางสิ่งแวดล้อม: หิมะถล่มกวาดล้างสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนสีขาวส่วนใหญ่
ผลกระทบของผู้ก่อตั้งเกิดขึ้นเมื่อใด
ผลของผู้ก่อตั้งเกิดขึ้นเมื่อมีคนเพียงไม่กี่คนแยกตัวเองออกจาก "แม่" หรือประชากรเริ่มต้นและสร้างประชากรใหม่กันเอง อาณานิคมใหม่อาจประกอบด้วยคู่เดียวหรือตัวเมียผสมเทียมตัวเดียวเช่นเดียวกับในกรณีของแมลงซึ่งสามารถเก็บอสุจิได้
ประชากรของสัตว์ต่าง ๆ ที่อาศัยอยู่บนเกาะในปัจจุบันเป็นลูกหลานของนักล่าอาณานิคมไม่กี่คนที่เข้ามาในดินแดนเหล่านี้โดยการแพร่กระจายแบบสุ่ม
หากประชากรใหม่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและมีขนาดที่สำคัญความถี่ของอัลลีลอาจจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมากจากประชากรที่มาของพวกมันแม้ว่าอัลลีลที่หายากบางชนิด (เช่นทำให้เกิดโรคหรือภาวะที่เป็นอันตราย) จะถูกดำเนินการโดย ผู้ก่อตั้ง
หากอาณานิคมยังคงมีขนาดเล็กยีนดริฟต์จะทำงานโดยเปลี่ยนความถี่อัลลีล ขนาดเล็กของประชากรที่ตั้งรกรากสามารถแปลได้ในบางกรณีเป็นการสูญเสียความแปรผันทางพันธุกรรมและความแตกต่างกัน
นอกจากนี้ยังต้องคำนึงด้วยว่าในประชากรกลุ่มเล็ก ๆ ความเป็นไปได้ที่ญาติสองคนจะได้คู่ครองนั้นมีมากกว่าซึ่งจะเป็นการเพิ่มระดับความสามัคคี
ผู้ก่อตั้งผลในห้องปฏิบัติการ
ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 นักวิจัยสองคนคือ Dobzhansky และ Pavlovsky ได้ทดลองแสดงผลของผู้ก่อตั้ง การออกแบบประกอบด้วยประชากรควบคุมเริ่มต้นของ Drosophila pseudoobscura
แมลงหวี่สกุลนี้เป็นตัวชูโรงของการทดลองที่หลากหลายในห้องปฏิบัติการชีววิทยาด้วยการเพาะปลูกที่ง่ายและใช้เวลาสั้น ๆ ระหว่างชั่วอายุคน
ประชากรกลุ่มนี้เริ่มต้นจากกลุ่มอื่นที่มีการจัดเรียงโครโมโซมใหม่ของโครโมโซมที่สามโดยมีความถี่ 50% ดังนั้นจึงมีประชากรสองประเภท: กลุ่มใหญ่บางกลุ่มเริ่มต้นด้วย 5,000 คนและกลุ่มอื่น ๆ มีเพียง 20 คน
หลังจากผ่านไปประมาณ 18 ชั่วอายุคน (ประมาณหนึ่งปีครึ่ง) ความถี่เฉลี่ยสำหรับการจัดเรียงโครโมโซมใหม่คือ 0.3 ในประชากรทั้งสอง อย่างไรก็ตามช่วงของการเปลี่ยนแปลงมีมากกว่าในประชากรขนาดเล็ก
กล่าวอีกนัยหนึ่งในตอนแรกประชากรที่มีผู้ก่อตั้งจำนวนน้อยสร้างความแตกต่างอย่างมากระหว่างประชากรในแง่ของความถี่ของการจัดเรียงใหม่ที่ศึกษา
ที่มา: โดย Bbski จาก Wikimedia Commons
ตัวอย่างในประชากรมนุษย์
ผลของผู้ก่อตั้งเป็นปรากฏการณ์ที่สามารถใช้ได้กับประชากรมนุษย์ ในความเป็นจริงเหตุการณ์การล่าอาณานิคมนี้อธิบายถึงความถี่สูงของความผิดปกติที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในประชากรที่อยู่โดดเดี่ยวขนาดเล็ก
การย้ายถิ่นไปยังเกาะเล็ก ๆ
ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 มีผู้คนจากอังกฤษจำนวนไม่น้อยกว่าสิบคนย้ายไปยังเกาะที่ตั้งอยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติก คนกลุ่มนี้เริ่มต้นชีวิตบนเกาะซึ่งพวกเขาสืบพันธุ์และสร้างประชากรใหม่
มีการคาดเดากันว่า "ผู้ก่อตั้ง" คนหนึ่งเริ่มต้นมีอัลลีลถอยสำหรับสภาพที่มีผลต่อการมองเห็นที่เรียกว่าโรคไรตินตินอักเสบเม็ดสี
ในปีพ. ศ. 2503 เมื่อประชากรมีจำนวนสมาชิกมากขึ้น - 240 ลูกหลาน - สี่คนในจำนวนนี้ได้รับความเดือดร้อนจากสภาพดังกล่าว สัดส่วนนี้มากกว่าประชากรที่ก่อให้เกิดผู้ก่อตั้งประมาณ 10 เท่า
อามิช
ชาวอามิชเป็นกลุ่มศาสนาที่นอกเหนือจากการเป็นที่รู้จักในเรื่องวิถีชีวิตที่เรียบง่ายและห่างไกลจากความสะดวกสบายสมัยใหม่แล้วยังมีความโดดเด่นด้วยอัลลีลที่เสื่อมถอยในสัดส่วนที่สูง ในศตวรรษที่ 18 คนกลุ่มเล็ก ๆ อพยพจากเยอรมนีไปสวิตเซอร์แลนด์และจากที่นั่นไปยังสหรัฐอเมริกา
ท่ามกลางพยาธิสภาพ homozygous ที่พบบ่อยใน Amish คนแคระและ polydactyly โดดเด่นซึ่งเป็นภาวะที่บุคคลเกิดมาพร้อมกับนิ้วมือมากกว่าห้านิ้ว
คาดว่า 13% ของประชากรเป็นพาหะของอัลลีลถอยที่ทำให้เกิดภาวะที่เป็นอันตรายนี้ ความถี่ที่สูงมากหากเราเปรียบเทียบกับประชากรมนุษย์ที่ก่อให้เกิดพวกมัน
ที่มา: โดย Gadjoboy จาก flickr.com - https://www.flickr.com/photos/gadjoboy/ ผ่าน Wikimedia Commons
อ้างอิง
- Audesirk, T. , Audesirk, G. , & Byers, BE (2004). ชีววิทยา: วิทยาศาสตร์และธรรมชาติ. การศึกษาของเพียร์สัน.
- Curtis, H. , & Schnek, A. (2006). ขอเชิญเข้าร่วมชีววิทยา Panamerican Medical Ed.
- Freeman, S. , & Herron, JC (2002). การวิเคราะห์วิวัฒนาการ ศิษย์ฮอลล์.
- Futuyma, DJ (2005). วิวัฒนาการ. Sinauer
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A. , Ober, WC, & Garrison, C. (2001). หลักการบูรณาการสัตววิทยา (ฉบับที่ 15) นิวยอร์ก: McGraw-Hill
- Mayr, E. (1997). วิวัฒนาการและความหลากหลายของชีวิต: บทความคัดสรร สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด
- ข้าว, ส. (2550). สารานุกรมวิวัฒนาการ. ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับไฟล์
- Russell, P. , Hertz, P. , & McMillan, B. (2013). ชีววิทยา: วิทยาศาสตร์แบบไดนามิก การศึกษาของเนลสัน
- โซลเลอร์, M. (2002). วิวัฒนาการ: พื้นฐานของชีววิทยา โครงการทิศใต้.