الطفرة، والانتخاب، والانجراف الوراثي
تتغير ترددات الأليلات عبر الأجيال من خلال مجموعة صغيرة من القوى: توفر الطفرة متغيرات جديدة، ويقوم الانتخاب الطبيعي بفرزها حسب اللياقة، وتنقل الهجرة الأليلات بين المجموعات السكانية، ويخلط الانجراف العشوائي الأليلات بالصدفة.
Definition
تُعد الطفرة والانتخاب والانجراف الوراثي القوى الرئيسية للتطور الدقيق، حيث تقوم على التوالي بإدخال ترددات الأليلات وفرزها وتغييرها عشوائيًا في مجتمع ما من جيل إلى آخر.
Scope
يغطي هذا الموضوع الطفرة كمصدر أساسي للتنوع، وأنماط الانتخاب الطبيعي ووصفه الكمي من خلال معاملات اللياقة والانتخاب، وتأثير السيادة على الانتخاب، والتوازن بين الطفرة والانتخاب، والانجراف الوراثي وحجم المجتمع الفعال، وتأثير المؤسس والاختناقات السكانية، والنظرية المحايدة للتطور الجزيئي. ويتناول ديناميكيات المواقع الفردية تحت تأثير هذه القوى؛ أما خط الأساس للتوازن الذي تزعجه هذه القوى فيتم تغطيته تحت توازن هاردي-واينبرغ.
Core questions
- كيف يغير الانتخاب الطبيعي ترددات الأليلات، وكيف تُقاس قوته باللياقة؟
- لماذا يكون الانجراف الوراثي أقوى في المجتمعات الصغيرة، وما هو حجم المجتمع الفعال؟
- كيف يحافظ توازن الطفرة والانتخاب على الأليلات الضارة بتردد منخفض؟
- ماذا تدعي النظرية المحايدة حول معظم التباين الجزيئي؟
Key concepts
- الطفرة كمصدر للأليلات الجديدة
- اللياقة، ومعاملات الانتخاب، وأنماط الانتخاب
- الانجراف الوراثي وحجم المجتمع الفعال
- تأثير المؤسس والاختناقات السكانية
- توازن الطفرة والانتخاب والنظرية المحايدة
Mechanisms
يعمل الانتخاب من خلال البقاء والتكاثر التفاضلي المرتبط بالنمط الجيني، مما يغير الترددات بشكل حتمي في المجتمعات الكبيرة؛ ويعمل الانجراف من خلال أخذ العينات العشوائية للأمشاج، مع تباين يتناسب عكسياً مع حجم المجتمع الفعال؛ وتُعيد الطفرة توليد المتغيرات باستمرار، ويحدد التوازن بين مدخلات الطفرة والإزالة الانتقائية التردد التوازني للأليلات الضارة.
Clinical relevance
تفسر هذه القوى سبب استمرار بعض الأليلات الضارة في المجتمعات البشرية، ولماذا تظهر المجتمعات المعزولة أو التي تأسست حديثًا ترددات مرتفعة لأليلات أمراض معينة، وكيف تتطور مسببات الأمراض والسرطانات لمقاومة تحت الضغط الانتقائي.
History
أرسى فيشر ورايت وهالدين الأسس الرياضية للانتخاب والانجراف في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي؛ وقد أكد رايت على الانجراف ونظرية التوازن المتغير، وجادلت نظرية كيمورا المحايدة في ستينيات وسبعينيات القرن الماضي بأن معظم التباين الجزيئي محايد انتقائيًا ويخضع للانجراف، مما أثار جدلاً مستمرًا.
Debates
- الأدوار النسبية للانتخاب والانجراف المحايد
- يسأل الجدل بين المحايدين والانتخابيين عما إذا كان معظم التباين الجزيئي محايدًا بشكل فعال ويتشكل بشكل رئيسي عن طريق الانجراف، كما جادل كيمورا، أو ما إذا كان الانتخاب يشكل الجينوم بشكل شامل؛ تدعم البيانات الجينومية الحديثة مزيجًا دقيقًا بدلاً من أي من الطرفين.
Key figures
- Ronald Fisher
- Sewall Wright
- Motoo Kimura
- J. B. S. Haldane
Related topics
Seminal works
- fisher1930
- kimura1983
Frequently asked questions
- ما الفرق بين الانتخاب الطبيعي والانجراف الوراثي؟
- يغير الانتخاب الطبيعي ترددات الأليلات بشكل منهجي وفقًا لكيفية تأثير الأنماط الجينية على البقاء والتكاثر، بينما يغير الانجراف الوراثي هذه الترددات عشوائيًا من خلال أخذ العينات العشوائية للأفراد الذين يتكاثرون، وهو تأثير يكون أقوى في المجتمعات الصغيرة.
- ما هو حجم المجتمع الفعال؟
- إنه حجم مجتمع مثالي سيشهد نفس القدر من الانجراف الوراثي الذي يشهده المجتمع الحقيقي؛ وعادة ما يكون أصغر من العدد الفعلي بسبب عدم تساوي نسب الجنسين، والتباين في حجم الأسرة، والاختناقات السكانية السابقة.