Genfluss und Migration

Genfluss ist die Übertragung von Allelen von einer Population zu einer anderen durch die Bewegung und Reproduktion migrierender Individuen. Durch die Einführung von Allelen von außen tendiert der Genfluss dazu, verbundene Populationen genetisch ähnlicher zueinander zu machen und wirkt der Differenzierung entgegen, die durch Drift und lokale Selektion entsteht.

Definition

Genfluss (oder Migration) ist die Bewegung von Allelen zwischen Populationen, die auftritt, wenn Individuen oder ihre Gameten von einer Population in eine andere wandern und sich fortpflanzen, wodurch sich die Allelfrequenzen der Empfängerpopulation denen der Ursprungspopulation annähern.

Scope

Der Eintrag behandelt, wie Migration Allele zwischen Populationen bewegt, den homogenisierenden Effekt des Genflusses auf Allelfrequenzen, seine Rolle als Gegengewicht zu Drift und Selektion und die Art und Weise, wie Populationsdifferenzierung zusammengefasst wird. Es handelt sich um ein konzeptionelles und methodisches Thema innerhalb der Populationsgenetik, nicht um eine klinische Leitlinie.

Core questions

• Wie verändert die Bewegung von Individuen die Allelfrequenzen in verbundenen Populationen?
• Wie wirkt der Genfluss der Differenzierung entgegen, die durch Drift und lokale Selektion verursacht wird?
• Wie wird der Grad der Differenzierung zwischen Populationen gemessen?

Key concepts

• Migration von Individuen
• Allelübertragung zwischen Populationen
• Homogenisierung der Allelfrequenzen
• Migrations-Drift-Gleichgewicht
• Isolation durch Distanz
• Populationsdifferenzierung (FST)
• Beimischung

Key theories

Migrations-Drift-Gleichgewicht und Isolation durch Distanz

Sewall Wright beschrieb, wie Genfluss Populationen homogenisiert, während Drift sie differenziert, und zeigte, dass begrenzte Ausbreitung ein Muster der Isolation durch Distanz erzeugt, bei dem nahegelegene Populationen genetisch ähnlicher sind als entfernte.

Mechanisms

Wenn Migranten in eine Empfängerpopulation einwandern und sich fortpflanzen, tragen sie ihre Allele zu deren Genpool bei und verschieben deren Allelfrequenzen in Richtung derer der Ursprungspopulation. Selbst bescheidene, wiederkehrende Migration ist eine starke homogenisierende Kraft: Sie wirkt der Differenzierung entgegen, die Drift und lokal variierende Selektion sonst erzeugen würden, sodass die beobachtete genetische Struktur zwischen Populationen ein Gleichgewicht zwischen Genfluss und diesen diversifizierenden Kräften widerspiegelt. Die resultierende Differenzierung wird üblicherweise durch den Fixationsindex FST zusammengefasst, der quantifiziert, wie die Allelfrequenzvarianz unter Populationen im Verhältnis zur Gesamtvarianz aufgeteilt ist.

Clinical relevance

Historische Migration und Beimischung haben die Verteilung von Krankheitsallelen in menschlichen Populationen geprägt und liegen der gemischten Abstammung vieler Individuen zugrunde, was für die Auswahl geeigneter Populationsreferenzen bei der Interpretation genetischer Variation relevant ist. Es beschreibt, wie Variation verteilt ist und ist keine Grundlage für individuelle diagnostische oder Behandlungsentscheidungen.

Epidemiology

Muster menschlicher Migration und Beimischung haben einige Allele über Regionen hinweg verbreitet und Populationen gemischter Abstammung hervorgebracht, sodass Allelfrequenzen oft entlang geografischer Gradienten variieren und nicht in scharf abgegrenzten Gruppen.

History

Sewall Wright führte Migration in den 1930er Jahren als eine der wichtigsten evolutionären Kräfte ein und formalisierte in seiner Arbeit zur Isolation durch Distanz (1943), wie begrenzte Ausbreitung Populationen geografisch strukturiert. Der von ihm entwickelte Fixationsindex wurde zum Standardmaß für die Differenzierung, und moderne Übersichten haben seine Definition, Schätzung und Interpretation verfeinert.

Debates

Wie sollte der Fixationsindex FST definiert und interpretiert werden?

FST hat mehrere verwandte Definitionen und Schätzer, und seine Interpretation hängt von Annahmen über die Populationsgeschichte ab; Kommentatoren betonen, dass ein einziger Index verschiedene demografische Prozesse zusammenfassen kann.

Key figures

• Sewall Wright
• Brian Charlesworth
• Bruce Weir
• Kent Holsinger

Seminal works

• wright-1943
• holsinger-weir-2009

Frequently asked questions

Welche Auswirkungen hat der Genfluss auf Unterschiede zwischen Populationen?

Er tendiert dazu, diese zu reduzieren: Durch die Übertragung von Allelen von einer Population zur anderen macht der Genfluss verbundene Populationen genetisch ähnlicher und wirkt der Divergenz entgegen, die durch Drift und lokale Selektion verursacht wird.

Was misst der Fixationsindex FST?

Er fasst zusammen, wie genetische Variation unter Populationen im Verhältnis zur Gesamtvariation aufgeteilt ist, und indiziert den Grad der Differenzierung zwischen ihnen; niedrige Werte weisen auf genetisch ähnliche Populationen hin, hohe Werte auf eine starke Differenzierung.