GENFLÖDE: MEKANISM, KONSEKVENSER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Den flödet av gener eller gen flöde, i biologi, hänför sig till förflyttningen av gener från en population till en annan. I allmänhet används termen synonymt med migrationsprocessen - i dess evolutionära mening.

I sin vanliga användning beskriver migration säsongsrörelsen för individer från en region till en annan, på jakt efter bättre förhållanden eller för reproduktionsändamål. För en evolutionär biolog involverar emellertid migrering överföring av alleler från en uppsättning gener mellan populationer.

Källa: Jessica Krueger, från Wikimedia Commons

Mot bakgrund av befolkningsgenetiken definieras evolutionen som förändringen i allelfrekvenser över tid.

Efter principerna för Hardy-Weinberg-jämvikt kommer frekvenserna att variera när det finns: selektion, mutation, drift och genflöde. Av detta skäl anses genflöde vara en evolutionär kraft av stor betydelse.

Mekanismer för genflöde

Mekanismerna och orsakerna som härrör från rörelsen av gener i en population är starkt kopplade till studieegruppens inneboende egenskaper. Det kan inträffa på grund av invandring eller utvandring av vissa individer i en reproduktiv tillstånd, eller det kan vara ett resultat av rörelsen hos spelkropparna.

Exempelvis kan en mekanism vara enstaka spridning av juvenila former av en djurart till avlägsna populationer.

När det gäller växter är mekanismerna lättare att klämma fast. Växtspelet transporteras på olika sätt. Vissa linjer använder abiotiska mekanismer, till exempel vatten eller vind, som kan transportera gener till avlägsna populationer.

På liknande sätt finns det biotisk spridning. Många sparsamma djur deltar i spridningen av frön. Till exempel spelar fåglar och fladdermöss i tropikerna en avgörande roll för spridning av växter av stor betydelse för ekosystemen.

Med andra ord beror migrationshastigheten och genflödet på spridningskapaciteten för den studerade linjen.

Migration och Hardy-Weinberg-jämvikten

För att studera migrationens effekt på Hardy-Weinberg-jämvikten används ömodellen ofta som en förenkling (migrationsmodell på ö-kontinent).

Eftersom öns befolkning är relativt liten jämfört med fastlandet, har all genöverföring från ön till fastlandet ingen effekt på fastlands genotyp och allelfrekvens.

Av detta skäl skulle genflödet bara ha en effekt: från fastlandet till ön.

Varierar allelfrekvenserna?

För att förstå effekten av den migrerande händelsen till ön, tänk på det hypotetiska exemplet på ett lokus med två alleler A ₁ och A ₂ . Vi måste ta reda på om rörelsen av gener till ön orsakar variation i allelfrekvenser.

Låt oss anta att frekvensen hos A ₁ -allelen är lika med 1 - vilket betyder att den är fast i befolkningen, medan i det kontinentala befolkningen är det A ₂ -allelen som är fast. Innan mognaden för individerna på ön migrerar 200 individer till den.

Efter genflödet kommer frekvenserna att förändras och nu är 80% "infödda", medan 20% är nya eller kontinentala. Med detta enkla exempel kan vi visa hur genrörelse leder till förändring av allelfrekvens - ett viktigt begrepp i evolutionen.

Konsekvenser av genflödet

När det finns ett markant flöde av gener mellan två populationer, är en av de mest intuitiva konsekvenserna att denna process är ansvarig för att utspäda de möjliga skillnaderna mellan båda populationerna.

På detta sätt kan genflödet verka i motsatt riktning än andra evolutionära krafter som försöker upprätthålla skillnader i sammansättningen av genetiska reservoarer. Som till exempel mekanismen för naturligt urval.

En andra konsekvens är spridningen av fördelaktiga alleler. Låt oss anta att genom mutation uppstår en ny allel som ger en viss selektiv fördel till dess bärare. När det finns migration, transporteras den nya allelen till nya populationer.

Genflöde och artkoncept

Det biologiska begreppet arter är allmänt känt och är säkert det mest använda. Denna definition passar det konceptuella schemat för populationsgenetik, eftersom det involverar genpoolen - enheten där allelfrekvenserna förändras.

På detta sätt överför gener per definition inte från en art till en annan - det finns inget genflöde - och av denna anledning uppvisar arter vissa egenskaper som gör att de kan differentieras. Efter denna idélinje förklarar genflödet varför arter bildar en "kluster" eller fenetisk gruppering.

Vidare har avbrottet i genflödet avgörande konsekvenser i evolutionär biologi: det leder - i de flesta fall - till speciationhändelser eller bildning av nya arter. Genflödet kan avbrytas av olika faktorer, såsom förekomsten av en geografisk barriär, preferenser på fängselsnivå, bland andra mekanismer.

Det motsatta är också sant: förekomsten av genflöde bidrar till att alla organismer i en region som är kvar som en art.

Exempel

Flyttningen av ormen Nerodia sipedon är ett väl dokumenterat fall av genflöde från en kontinental befolkning till en ö.

Arten är polymorf: den kan ha ett betydande bandmönster eller inget band alls. I en förenkling bestäms färgningen av ett lokus och två alleler.

I allmänna termer kännetecknas ormarna på kontinenten av att de visar bandets mönster. Däremot har de som bor på öarna inte dem. Forskarna har kommit fram till att den morfologiska skillnaden beror på de olika selektiva trycket som varje region utsätts för.

På öarna tenderar individer att sola sig på ytan av klipporna nära stranden. Avsaknaden av band visade sig underlätta kamouflage på klipporna på öarna. Denna hypotes skulle kunna testas med hjälp av taggning och återupptagningsförsök.

Av detta anpassande skäl förväntar vi oss att öens befolkning uteslutande består av obandade organismer. Detta är dock inte sant.

Varje generation kommer en ny grupp av bandade organismer från kontinenten. I detta fall fungerar migration som en kraft mot urval.

referenser

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: vetenskap och natur. Pearson Education.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Inbjudan till biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalys. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer (vol. 15). New York: McGraw-Hill.
6. Mayr, E. (1997). Evolution och livets mångfald: Valda uppsatser. Harvard University Press.
7. Soler, M. (2002). Evolution: basen för biologi. South Project.