Deriva genetica

Nel Deriva genetica è un cambiamento nella frequenza degli alleli all'interno di un pool genetico di una popolazione. La deriva genetica è solitamente innescata da un evento casuale, come un disastro naturale, lo spostamento delle placche continentali o l'eruzione di vulcani. La deriva genetica rappresenta quindi un fattore evolutivo.

Qual è la deriva genetica?

In un certo senso, la deriva genetica è l'opposto della selezione naturale, perché la selezione naturale non avviene per caso. Invece, i cambiamenti nei geni di una popolazione dipendono dal successo riproduttivo e di sopravvivenza dei singoli membri della popolazione. Esprimono la loro adattabilità all'ambiente.

D'altra parte, la deriva genetica non ha tali ragioni, ma avviene esclusivamente per caso ed è quindi stocastica. Fondamentalmente, la deriva genetica è un criterio importante per l'emergere di nuove specie. In popolazioni di piccole dimensioni in particolare, i cambiamenti casuali nella frequenza degli alleli, come si verificano nella deriva genetica, hanno un forte effetto sullo sviluppo degli individui. Se una piccola popolazione viene tagliata fuori dalla popolazione totale, questa popolazione ha solo una sezione di geni. La frequenza allelica esistente è, tuttavia, decisiva per lo sviluppo evolutivo della sottopopolazione.

C'è anche una forma speciale all'interno della deriva genetica: l'effetto collo di bottiglia. Con questo effetto, la dimensione della popolazione è notevolmente ridotta a causa di un evento casuale. Di conseguenza, la variabilità genetica esistente nella popolazione diminuisce. Dopo l'evento casuale, le frequenze alleliche differiscono in modo significativo da quelle della popolazione originale nella maggior parte dei casi. La minore diversità genetica nella popolazione di esclusione rende quindi difficile l'adattamento all'ambiente e può rendere difficile la sopravvivenza degli esseri viventi.

La deriva genetica può, tuttavia, verificarsi anche in popolazioni più grandi che sono state suddivise in piccole sottopopolazioni. La condizione qui è che i geni cambiano in modo casuale e questi cambiamenti vengono trasmessi alla prole.

Funzione e compito

L'importanza della deriva genetica per gli esseri umani risiede principalmente nella storia evolutiva dell'umanità. La deriva genetica è un fattore importante nella formazione e trasmissione di nuovi adattamenti genetici all'ambiente, così come la selezione, la variazione genetica e l'isolamento, anche la deriva genetica è uno dei cosiddetti fattori evolutivi. Svolge quindi un ruolo importante nella formazione e nello sviluppo delle popolazioni.

La deriva genetica è un effetto di probabilità. I geni ereditati da una generazione all'altra non sono una copia esatta, ma vengono selezionati a caso. Questo effetto diventa più evidente quanto più piccola è la dimensione della popolazione, perché popolazioni più piccole mostrano fluttuazioni più elevate per quanto riguarda le frequenze alleliche rispetto alle popolazioni più grandi.

La deriva genetica agisce simultaneamente con la selezione naturale. Entrambi i fattori modificano il pool genetico di una popolazione. Ci sono cambiamenti nella composizione e nella frequenza delle frequenze alleliche. Di conseguenza, le proprietà fenotipiche degli individui e quindi la popolazione cambiano.

Va notato qui che la deriva genetica si verifica indipendentemente dal fatto che i risultati abbiano un effetto positivo o negativo sulla sopravvivenza e l'adattabilità della prole. Perché la deriva genetica è innescata da eventi casuali e quindi ha luogo indipendentemente dall'adattamento genetico.

D'altra parte, la selezione naturale rafforza quelle proprietà fenotipiche che aumentano l'idoneità genetica degli individui e quindi in definitiva delle popolazioni. Nelle popolazioni con molti membri, la selezione naturale di solito ha un'influenza maggiore sul cambiamento delle frequenze alleliche. La situazione è diversa con popolazioni numericamente piccole, in cui nella maggior parte dei casi la deriva genetica ha un effetto più forte.

Malattie e disturbi

In determinate circostanze, la deriva genetica ha un impatto considerevole sulle popolazioni umane e nel corso dell'evoluzione ha in parte portato all'estinzione delle popolazioni. Quando una popolazione diminuisce di numero, cosa che è spesso accaduta durante l'evoluzione umana, in alcuni casi la deriva genetica causa cambiamenti drastici nella frequenza degli alleli. Questi cambiamenti sono indipendenti dalla selezione naturale. In questo caso possono andare persi adattamenti vantaggiosi all'ambiente già acquisiti. Questo è noto come l'effetto collo di bottiglia descritto. Gli svantaggi risultanti sono parzialmente messi in prospettiva da ciò che è noto come spurgo.

L'effetto fondatore gioca un ruolo importante nelle popolazioni nomadi, ad esempio. Se un piccolo numero di individui crea una nuova popolazione separandosi dalla popolazione originaria, ciò talvolta contraddice la selezione naturale. Ciò è particolarmente vero quando i membri della popolazione di recente costituzione sono caratterizzati da frequenze geniche rare. L'effetto fondante della deriva genetica può causare l'accumulo di malattie ereditarie nelle popolazioni umane.

Se la frequenza di geni speciali cambia nelle generazioni successive, a volte un allele all'interno di una popolazione viene completamente perso. D'altra parte, può anche essere l'unico allele. Nel complesso, questo riduce la variabilità genetica e il pool genetico si riduce, il che alla fine ha un effetto negativo sulle possibilità di sopravvivenza.