DIBINĀTĀJA EFEKTS: NO KĀ TAS SASTĀV, UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Dibinātājs efekts , bioloģijā, ir parādība, kas ietver izolēšanu maza personu grupa no lielāka populācijā. Palielinoties indivīdu skaitam, gēnu fonds var nebūt precīzs to iedzīvotāju skaita atspoguļojums, kas viņus izraisīja.

Gēnu kopuma izmaiņas salīdzinājumā ar sākotnējo populāciju un mainīguma samazināšanās populācijā dažos gadījumos izraisa recesīvo speltas alēļu biežuma palielināšanos.

Avots: Autors: Founder_effect.png: Lietotājs: Qz10 atvasinātais darbs: Zerodamage (Šis fails tika iegūts no: Founder effect.png :), izmantojot Wikimedia Commons

Šī iemesla dēļ medicīnas literatūrā ir ietverti labākie dibinātāja efekta piemēri, kad nelielas cilvēku grupas kolonizēja jaunu vidi.

Kad šīs populācijas palielinājās, to gēnu fonds atšķiras no populācijas, un arī kaitīgo alēļu īpatsvars ir ievērojami lielāks. Vispazīstamākais piemērs ir amiši.

Gēna vai ģenētiskās novirzes

Gēnu dreifēšana ir jēdziens, kas ir cieši saistīts ar dibinātāja efektu.

Starp mehānismiem, kas izraisa evolūcijas izmaiņas, mums ir dabiskā atlase un ģenētiskās novirzes. Pēdējais rada izmaiņas alēļu biežumā populācijā, izmantojot nejaušus notikumus.

Gēnu novirzīšanās notiek visās populācijās, bet tai ir izteiktāka ietekme un ātrāk darbojas mazās populācijās. Lielajās populācijās notikumi, kas notiek nejauši, būtiski neietekmē gēnu fondu.

Tādējādi ir divi gēnu dreifēšanas cēloņi vai piemēri: iedzīvotāju sastrēguma efekts un dibinātāja efekts. Daži autori dibinātāja efektu uzskata par īpašu sašaurinājuma gadījumu.

Gēnu dreifēšanas piemēri

Šis notikums notiek “izlases kļūdas” dēļ. Pieņemsim, ka mums ir soma ar 200 pupiņām: 100 baltas un 100 melnas. Ja es ekstrahēju 10 pupiņas, varbūt, tīri nejauši, man sanāk 6 baltas un 4 melnas, nevis gaidītā proporcija: 5 un 5. Šādi darbojas dreifs.

Tagad mēs varam ekstrapolēt šo piemēru uz dzīvnieku valsti. Pieņemsim, ka mums ir zīdītāju populācija ar indivīdiem ar baltu kažokādu un citiem ar melnu kažokādu.

Pavisam nejauši, ka tikai melnmatainie reproducē - kāds nejaušības gadījums neļāva reproducēt balto apmatojumu. Šīs stohastiskās izmaiņas alēlajās frekvencēs ir gēnu novirze.

Dabā tas var notikt vides katastrofas dēļ: lavina iznīcināja lielāko daļu balto kažokādu zīdītāju.

Kad rodas dibinātāja efekts?

Dibinātāja efekts rodas, ja daži indivīdi norobežojas no “mātes” vai sākotnējās populācijas un savā starpā veido jaunu populāciju. Jaunos kolonizatorus var veidot no viena pāra vai no vienas apsēklotas mātītes - tāpat kā kukaiņu gadījumā, kas var uzglabāt spermu.

Dažādu dzīvnieku populācijas, kuras mūsdienās dzīvo uz salām, ir dažu kolonizatoru pēcnācēji, kuri ieradās šajās teritorijās nejaušas izplatības rezultātā.

Ja jaunā populācija strauji pieaug un sasniedz ievērojamu lielumu, alēļu biežums, iespējams, netiks īpaši mainīts no tās populācijas, no kuras tās radušās, kaut arī dažas retas alēles (piemēram, izraisot kādu slimību vai kaitīgu stāvokli) dibinātāji.

Ja kolonija paliek maza, gēna novirze darbojas, mainot alēles frekvences. Neliels kolonizējošās populācijas lielums dažos gadījumos var izraisīt ģenētiskās variācijas un heterozigotiskuma samazināšanos.

Turklāt ir jāņem vērā, ka nelielās populācijās lielāka ir varbūtība, ka divi radinieki pārojas, tādējādi palielinot līdzjūtības līmeni.

Dibinātāja efekts laboratorijā

50. gadu vidū divi pētnieki Dobžanskis un Pavlovskis eksperimentāli demonstrēja dibinātāja efektu. Dizains sastāvēja no kontrolējamo diptēru Drosophila pseudoobscura populāciju uzsākšanas.

Drosophila ģints ir plaša spektra eksperimentu galvenais dalībnieks bioloģijas laboratorijās, pateicoties tā vieglajai kultivēšanai un īsajam laika posmam starp paaudzēm.

Šī populācija tika sākta no citas, kas veica noteiktu hromosomu pārkārtošanu trešajā hromosomā ar biežumu 50%. Tādējādi bija divu veidu populācijas: dažas lielās sākās ar 5000 īpatņiem, bet citas - tikai ar 20.

Pēc apmēram 18 paaudzēm (aptuveni pusotra gada) abās populācijās vidējais hromosomu pārkārtošanās biežums bija 0,3. Tomēr mazās populācijās variāciju diapazons bija daudz lielāks.

Citiem vārdiem sakot, sākotnēji populācijas ar nelielu dibinātāju skaitu izraisīja ievērojamas atšķirības starp populācijām, ņemot vērā pētāmo pārkārtojumu biežumu.

Avots: Autors Bbski, no Wikimedia Commons

Piemērs cilvēku populācijās

Dibinātāja efekts ir parādība, ko var izmantot cilvēku populācijās. Faktiski šis kolonizācijas notikums izskaidro iedzimtu traucējumu biežumu mazās izolētās populācijās.

Migrācijas uz mazajām salām

19. gadsimta sākumā nedaudz vairāk nekā ducis indivīdu no Anglijas pārcēlās uz salu, kas atrodas Atlantijas okeānā. Šī cilvēku grupa sāka savu dzīvi uz salas, kur viņi atveidoja un izveidoja jaunu populāciju.

Tiek spekulēts, ka viens no sākotnējiem "dibinātājiem" pārnesa recesīvo alēli stāvoklim, kas ietekmē redzi, ko sauc par pigmentāro rinītu.

1960. gadā, kad iedzīvotāju skaits jau bija sasniedzis daudz lielāku biedru skaitu - 240 pēcnācējus - četri no viņiem cieta no iepriekšminētā stāvokļa. Šī proporcija ir apmēram 10 reizes lielāka nekā iedzīvotāju skaits, kas izraisīja dibinātājus.

Amish

Amiši ir reliģiska grupa, kas ne tikai pazīstama ar savu vienkāršo dzīvesveidu un ir prom no mūsdienu ērtībām, bet arī izceļas ar lielu recesīvo kaitīgo alēļu īpatsvaru. 18. gadsimtā neliela personu grupa migrēja no Vācijas uz Šveici un no turienes uz Amerikas Savienotajām Valstīm.

Starp ļoti izplatītajām amišu homozigotiskajām patoloģijām izceļas dwarfisms un poliaktilitāte - stāvoklis, kad indivīdi piedzimst ar vairāk nekā pieciem pirkstiem.

Tiek lēsts, ka 13% iedzīvotāju ir recesīvās alēles nesēji, kas izraisa šo kaitīgo stāvokli. Īpaši augstas frekvences, ja salīdzinām tās ar cilvēku populāciju, kas viņus izraisīja.

Avots: Gadjoboy no flickr.com - https://www.flickr.com/photos/gadjoboy/, izmantojot Wikimedia Commons

Atsauces

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Bioloģija: zinātne un daba. Pīrsona izglītība.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Ielūgums uz bioloģiju. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolūcijas analīze. Prentice zāle.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolūcija. Sinauer.
5. Hikmans, CP, Roberts, LS, Larsons, A., Obers, WC, & Garrison, C. (2001). Integrētie zooloģijas principi (15. sēj.). Ņujorka: Makgreivs.
6. Mairs, E. (1997). Evolūcija un dzīves daudzveidība: atlasītas esejas. Harvard University Press.
7. Rīss, S. (2007). Evolūcijas enciklopēdija. Fakti lietā.
8. Rasels, P., Hercs, P., un Makmilans, B. (2013). Bioloģija: dinamiskā zinātne. Nelsona izglītība.
9. Solers, M. (2002). Evolūcija: bioloģijas pamats. Dienvidu projekts.