جهش، انتخاب، و رانش ژنتیکی
فراوانی آللها در طول نسلها از طریق مجموعهای کوچک از نیروها تغییر میکند: جهش، واریانتهای جدید را فراهم میکند، انتخاب طبیعی آنها را بر اساس برازندگی مرتب میکند، مهاجرت آنها را بین جمعیتها جابجا میکند، و رانش تصادفی آنها را به صورت شانسی در هم میآمیزد.
Definition
جهش، انتخاب، و رانش ژنتیکی نیروهای اصلی ریزتکامل (microevolution) هستند که به ترتیب فراوانی آللها را در یک جمعیت از نسلی به نسل دیگر معرفی، مرتب، و به صورت تصادفی تغییر میدهند.
Scope
این موضوع جهش را به عنوان منبع نهایی تنوع، حالتها و توصیف کمی انتخاب طبیعی از طریق برازندگی و ضرایب انتخاب، تأثیر غالبیت بر انتخاب، تعادل جهش-انتخاب، رانش ژنتیکی و اندازه مؤثر جمعیت، اثر بنیانگذار و تنگناهای جمعیتی، و نظریه خنثی تکامل مولکولی را پوشش میدهد. این مبحث به دینامیک تکجایگاهها تحت تأثیر این نیروها میپردازد؛ خط پایه تعادلی که توسط آنها مختل میشود، تحت عنوان هاردی-واینبرگ پوشش داده شده است.
Core questions
- چگونه انتخاب طبیعی فراوانی آللها را تغییر میدهد، و قدرت آن چگونه با برازندگی کمیسازی میشود؟
- چرا رانش ژنتیکی در جمعیتهای کوچک قویتر است، و اندازه مؤثر جمعیت چیست؟
- چگونه تعادل جهش-انتخاب، آللهای مضر را در فراوانی پایین حفظ میکند؟
- نظریه خنثی درباره بیشتر تنوع مولکولی چه ادعایی دارد؟
Key concepts
- جهش به عنوان منبع آللهای جدید
- برازندگی، ضرایب انتخاب، و حالتهای انتخاب
- رانش ژنتیکی و اندازه مؤثر جمعیت
- اثر بنیانگذار و تنگناهای جمعیتی
- تعادل جهش-انتخاب و نظریه خنثی
Mechanisms
انتخاب از طریق بقا و تولیدمثل افتراقی مرتبط با ژنوتیپ عمل میکند و فراوانیها را به صورت قطعی در جمعیتهای بزرگ تغییر میدهد؛ رانش از طریق نمونهبرداری تصادفی از گامتها عمل میکند، با واریانسی که با اندازه مؤثر جمعیت نسبت معکوس دارد؛ جهش به طور مداوم واریانتها را بازتولید میکند، و تعادل بین ورودی جهش و حذف انتخابی، فراوانی تعادلی آللهای مضر را تعیین میکند.
Clinical relevance
این نیروها توضیح میدهند که چرا برخی آللهای مضر در جمعیتهای انسانی باقی میمانند، چرا جمعیتهای منزوی یا تازه تأسیسشده فراوانیهای بالاتری از آللهای بیماریزای خاص را نشان میدهند، و چگونه عوامل بیماریزا و سرطانها تحت فشار انتخابی مقاومت پیدا میکنند.
History
فیشر، رایت، و هالدین مبانی ریاضی انتخاب و رانش را در دهههای ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ بنا نهادند؛ رایت بر رانش و نظریه تعادل متغیر تأکید کرد، و نظریه خنثی کیمورا در دهههای ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ استدلال کرد که بیشتر تنوع مولکولی از نظر انتخابی خنثی است و توسط رانش اداره میشود، که جرقهای برای بحثی پایدار شد.
Debates
- نقشهای نسبی انتخاب و رانش خنثی
- بحث خنثیگرا-انتخابگرا میپرسد که آیا بیشتر تنوع مولکولی عملاً خنثی است و عمدتاً توسط رانش شکل میگیرد، همانطور که کیمورا استدلال کرد، یا اینکه انتخاب به طور فراگیر ژنوم را شکل میدهد؛ دادههای ژنومی مدرن به جای هر یک از این دو افراط، ترکیبی ظریف را تأیید میکنند.
Key figures
- Ronald Fisher
- Sewall Wright
- Motoo Kimura
- J. B. S. Haldane
Related topics
Seminal works
- fisher1930
- kimura1983
Frequently asked questions
- تفاوت بین انتخاب طبیعی و رانش ژنتیکی چیست؟
- انتخاب طبیعی فراوانی آللها را به طور سیستماتیک بر اساس تأثیر ژنوتیپها بر بقا و تولیدمثل تغییر میدهد، در حالی که رانش ژنتیکی آنها را به طور تصادفی از طریق نمونهبرداری شانسی از افرادی که تولیدمثل میکنند، تغییر میدهد، اثری که در جمعیتهای کوچک قویتر است.
- اندازه مؤثر جمعیت چیست؟
- این اندازه یک جمعیت ایدهآل است که همان میزان رانش ژنتیکی را تجربه میکند که جمعیت واقعی؛ معمولاً به دلیل نسبتهای جنسی نابرابر، تنوع در اندازه خانواده، و تنگناهای گذشته، از تعداد واقعی افراد کمتر است.