GENSTRØM: MEKANISME, KONSEKVENSER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den strøm af gener eller gen-flow, i biologi, refererer til bevægelsen af gener fra en population til en anden. Generelt bruges udtrykket synonymt med migrationsprocessen - i dens evolutionære forstand.

I sin almindelige anvendelse beskriver migration den sæsonbestemte bevægelse af individer fra en region til en anden på jagt efter bedre betingelser eller til reproduktionsformål. For en evolutionær biolog involverer migration imidlertid overførsel af alleler fra et sæt gener mellem populationer.

Kilde: Jessica Krueger, fra Wikimedia Commons

I lyset af befolkningens genetik defineres evolution som ændringen i allelfrekvenser over tid.

Efter principperne i Hardy-Weinberg-ligevægt varierer frekvenserne, når der er: selektion, mutation, drift og genstrøm. Af denne grund betragtes genstrøm som en evolutionær kraft af stor betydning.

Mekanismer til genstrøm

Mekanismerne og årsagerne, der stammer fra bevægelse af gener i en population, er stærkt knyttet til de iboende egenskaber ved studiegruppen. Det kan forekomme på grund af indvandring eller udvandring af visse individer i en reproduktiv tilstand, eller det kan skyldes bevægelse i gameter.

For eksempel kan en mekanisme være lejlighedsvis spredning af juvenile former af en dyreart til fjerne populationer.

I tilfælde af planter er mekanismerne lettere at feste. Plante gameter transporteres på forskellige måder. Nogle afstamninger bruger abiotiske mekanismer, såsom vand eller vind, der kan føre gener til fjerne befolkninger.

Tilsvarende er der biotisk spredning. Mange sparsomme dyr deltager i spredningen af ​​frøene. For eksempel spiller fugle og flagermus i troperne en afgørende rolle i spredning af planter af stor betydning for økosystemer.

Med andre ord afhænger migrationshastigheden og genstrømmen af ​​spredningskapaciteten af ​​den studerede afstamning.

Migration og Hardy-Weinberg-ligevægten

For at undersøge effekten af ​​migration på Hardy-Weinberg-ligevægten bruges ø-modellen ofte som en forenkling (migration-model på ø-kontinent).

Da øens befolkning er relativt lille sammenlignet med befolkningen på fastlandet, har enhver genoverførsel fra øen til fastlandet ingen indflydelse på fastlands genotype og allelfrekvens.

Af denne grund ville genstrømmen kun have en virkning i en retning: fra fastlandet til øen.

Varierer allelfrekvenserne?

For at forstå effekten af ​​den vandrende begivenhed til øen skal du overveje det hypotetiske eksempel på et locus med to alleler A ₁ og A ₂. Vi må finde ud af, om gener af bevægelse til øen medfører variation i allelfrekvenser.

Lad os antage, at frekvensen af A ₁ -allelen er lig med 1 - hvilket betyder, at den er rettet i befolkningen, mens i det kontinentale befolkning er det A ₂ allel, der er fast. Inden modtagelsen af ​​individerne på øen, migrerer 200 individer til den.

Efter genstrømmen ændres frekvenserne, og nu er 80% "native", mens 20% er nye eller kontinentale. Med dette enkle eksempel kan vi demonstrere, hvordan genbevægelse fører til ændring af allelfrekvens - et nøglebegreb i evolutionen.

Konsekvenser af genstrøm

Når der er en markant strøm af gener mellem to populationer, er en af ​​de mest intuitive konsekvenser, at denne proces er ansvarlig for at fortynde de mulige forskelle mellem begge populationer.

På denne måde kan genstrømmen virke i den modsatte retning end andre evolutionære kræfter, der søger at opretholde forskelle i sammensætningen af ​​genetiske reservoirer. Som f.eks. Mekanismen for naturlig udvælgelse.

En anden konsekvens er spredningen af ​​gavnlige alleler. Antag, at der ved mutation opstår en ny allel, der giver en bestemt selektiv fordel til dens bærere. Når der er migration, transporteres den nye allel til nye populationer.

Genstrøm og artsbegreb

Det biologiske begreb af arter er almindeligt kendt og er bestemt det mest anvendte. Denne definition passer til det begrebsmæssige skema for populationsgenetik, da det involverer genpoolen - enheden, hvor allelfrekvenserne ændres.

På denne måde passerer definitionen ikke gener fra en art til en anden - der er ingen genstrøm - og derfor udviser arter visse egenskaber, der gør det muligt for dem at differentiere. Efter denne idélinie forklarer genstrømmen, hvorfor arter danner en "klynge" eller en fænetisk gruppering.

Desuden har forstyrrelsen af ​​genstrømmen afgørende konsekvenser i evolutionær biologi: det fører - i de fleste tilfælde - til speciation begivenheder eller dannelse af nye arter. Genstrømmen kan afbrydes af forskellige faktorer, såsom eksistensen af ​​en geografisk barriere, præferencer på fængselsniveau, blandt andre mekanismer.

Det modsatte er også sandt: eksistensen af ​​genstrøm bidrager til at alle organismer i en region forbliver som en art.

Eksempel

Vandringen af ​​slangen Nerodia sipedon er et veldokumenteret tilfælde af genstrøm fra en kontinental befolkning til en ø.

Arten er polymorf: den kan have et markant båndmønster eller slet intet bånd. I en forenkling bestemmes farven ved et lokus og to alleler.

Generelt er slangerne på kontinentet kendetegnet ved at udstille mønsteret af bånd. I modsætning hertil har de, der beboer øerne, ikke dem. Forskerne har konkluderet, at den morfologiske forskel skyldes de forskellige selektive pres, som hver region udsættes for.

På øerne har individer en tendens til at solbade på overfladen af ​​klipperne nær stranden. Fraværet af bånd blev vist at gøre det lettere at kamuflere på klipperne på øerne. Denne hypotese kunne testes ved hjælp af tagging og genindvindingseksperimenter.

Af denne adaptive grund forventer vi, at øens befolkning udelukkende består af ubåndede organismer. Dette er dog ikke sandt.

Hver generation kommer en ny gruppe af båndede organismer fra kontinentet. I dette tilfælde fungerer migration som en styrke mod udvælgelse.

Referencer

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: videnskab og natur. Pearson Uddannelse.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitation til biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalyse. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Udvikling. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerede zoologiske principper (bind 15). New York: McGraw-Hill.
6. Mayr, E. (1997). Evolution og livets mangfoldighed: Udvalgte essays. Harvard University Press.
7. Soler, M. (2002). Evolution: grundlaget for biologi. Sydprojekt.