UTEMELJITELJSKI UČINAK: OD ČEGA SE SASTOJI I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2025

Učinak utemeljitelja u biologiji je fenomen koji uključuje izolaciju male skupine pojedinaca od veće populacije. Kada se broj jedinki poveća, genski fond možda ne može biti tačan odraz populacije koja ih je rodila.

Odstupanja u genskom fondu u usporedbi s početnom populacijom i smanjenje varijabilnosti populacije dovodi - u nekim slučajevima - do povećanja učestalosti recesivnih inpulara spelera.

Izvor: Autor Founder_effect.png: Korisnik: Qz10derivativni rad: Zerodamage (Ova datoteka izvedena je iz: Founder effect.png:), s Wikimedia Commons

Iz tog razloga, medicinska literatura sadrži najbolje primjere učinka utemeljitelja, gdje je mala ljudska populacija kolonizirala nove sredine.

Kada se ove populacije povećale, njihov se genski fond razlikuje od populacije, a udio štetnih alela znatno je veći. Najpoznatiji primjer su Amiši.

Gen ili genetski odljev

Gibanje gena koncept je usko povezan s učinkom utemeljitelja.

Među mehanizmima koji potiču evolucijske promjene imamo prirodnu selekciju i genetski pomak. Ovo posljednje uzrokuje promjene u frekvencijama alela u populaciji putem slučajnih događaja.

Odljev gena pojavljuje se u svim populacijama, ali ima izraženiji učinak i brže djeluje na male populacije. U velikoj populaciji događaji koji se dogode slučajno ne utječu značajno na genski fond.

Dakle, postoje dva uzroka ili primjeri odumiranja gena: učinak uskog grla u populaciji i učinak osnivača. Neki autori smatraju učinak osnivača posebnim slučajem uskog grla.

Primjeri odljeva gena

Do ovog događaja dolazi zbog "pogreške u uzorkovanju". Pretpostavimo da imamo vrećicu sa 200 graha: 100 bijelih i 100 crnih. Ako napravim vađenje 10 graha, možda, čistom slučajnošću, dobijem 6 bijelih i 4 crna, a ne očekivani omjer: 5 i 5. Ovako djeluje drift.

Ovaj primjer možemo ekstrapolirati u životinjsko carstvo. Pretpostavimo da imamo populaciju sisavaca s pojedincima s bijelim krznom i drugim s crnim krznom.

Slučajno se razmnožavaju samo one crnokose - neki je slučajni slučaj spriječio razmnožavanje udova s ​​bijelom dlakom. Ova stohastična promjena alelnih frekvencija genetski je odljeva.

U prirodi se može dogoditi zbog ekološke katastrofe: lavina je obrisala većinu sisavaca s bijelim krzama.

Kada nastaje učinak osnivača?

Učinak utemeljitelja nastaje kada se malo pojedinaca izolira od „majke“ ili početne populacije i formira novu populaciju među sobom. Novi kolonizatori mogu se sastojati od jednog para ili jedne osemenjene ženke - kao u slučaju insekata koji mogu pohraniti spermu.

Populacije različitih životinja koje danas žive na otocima potomci su nekolicine kolonizatora koji su na ove teritorije došli slučajnim rastjerivanjem.

Ako nova populacija brzo raste i dostigne značajnu veličinu, učestalost alela vjerovatno se neće značajno izmijeniti u odnosu na onu populaciju koja ih je stvorila, iako su neke rijetke alele (na primjer, uzrokujući bolest ili štetno stanje) prenijeli osnivači.

Ako kolonija ostane mala, odljev gena djeluje mijenjanjem frekvencija alela. Mala veličina kolonizirajuće populacije može, u nekim slučajevima, dovesti do gubitka genetske varijacije i heteroroznosti.

Uz to, mora se uzeti u obzir da je vjerojatnost da će se dva rođaka kod male populacije povećati, što povećava razinu srodnosti.

Osnivački učinak u laboratoriju

Sredinom 1950-ih, dva istraživača, Dobzhanski i Pavlovsky, eksperimentalno su pokazali učinak utemeljitelja. Dizajn se sastojao od pokretanja kontrolirane populacije dipterana Drosophila pseudoobscura.

Rod Drosophila glavni je akter širokog spektra eksperimenata u biološkim laboratorijima zahvaljujući jednostavnom uzgoju i kratkom vremenu među generacijama.

Ova populacija polazila je od druge osobe koja je imala određeno kromosomsko preuređenje trećeg kromosoma, s učestalošću od 50%. Dakle, postojale su dvije vrste populacije: neka velika započela je s 5000 pojedinaca, a druga sa samo 20.

Nakon otprilike 18 generacija (otprilike godinu i pol), prosječna učestalost preuređenja kromosoma bila je 0,3 u obje populacije. Međutim, opseg varijacija bio je mnogo veći kod male populacije.

Drugim riječima, u početku su populacije s malim brojem osnivača stvorile značajnu varijaciju između populacija u pogledu učestalosti proučavanja preuređenja.

Izvor: Autor Bbski, iz Wikimedia Commons

Primjer u ljudskoj populaciji

Učinak utemeljitelja je fenomen koji se može primijeniti na ljudsku populaciju. U stvari, ovaj događaj kolonizacije objašnjava visoku učestalost nasljednih poremećaja u maloj izoliranoj populaciji.

Migracije na male otoke

Početkom 19. stoljeća nešto više od desetak pojedinaca iz Engleske preselilo se na otok smješten u Atlantskom oceanu. Ova skupina ljudi započela je svoj život na otoku, gdje su se razmnožavali i stvorili novo stanovništvo.

Nagađa se da je jedan od početnih "osnivača" nosio recesivni alel za stanje koje utječe na vid, nazvano pigmentni ritinitis.

1960. godine, kada je stanovništvo već doseglo znatno veći broj članova - 240 potomaka - četvero njih patilo je od gore spomenutog stanja. Ovaj je udio oko 10 puta veći od stanovništva koji je pokrenuo osnivače.

Amiši

Amiši su religiozna skupina koja se osim što je poznata po svom jednostavnom načinu života i daleko od moderne udobnosti, odlikuje visokim udjelom recesivnih štetnih alela. U 18. stoljeću mala skupina pojedinaca doselila se iz Njemačke u Švicarsku, a odatle u Sjedinjene Države.

Među vrlo čestim homozigotnim patologijama kod Amiša, izdvajaju se patuljasti i polidaktilijski uvjeti - stanje u kojem se pojedinci rađaju s više od pet prstiju.

Procjenjuje se da su 13% stanovništva nositelji recesivnog alela koji uzrokuje ovo štetno stanje. Izuzetno visoke frekvencije, ako ih usporedimo s ljudskom populacijom koja ih je urodila.

Izvor: Autor Gadjoboy s flickr.com - https://www.flickr.com/photos/gadjoboy/, putem Wikimedia Commonsa

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: znanost i priroda. Pearson Education.
2. Curtis, H., i Schnek, A. (2006). Poziv na biologiju. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., i Herron, JC (2002). Evolucijska analiza Dvorana Prentice.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolucija. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
6. Mayr, E. (1997). Evolucija i raznolikost života: Izabrani eseji. Harvard University Press.
7. Rice, S. (2007). Enciklopedija evolucije. Činjenice u spisu.
8. Russell, P., Hertz, P., i McMillan, B. (2013). Biologija: Dinamička znanost. Nelson Education.
9. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt Jug.