आनुवंशिक बहाव और जीन प्रवाह

आनुवंशिक बहाव सीमित जनसंख्या आकार के कारण युग्मक आवृत्तियों में यादृच्छिक परिवर्तन है, जबकि जीन प्रवाह प्रवासन के माध्यम से जनसंख्याओं के बीच युग्मकों की आवाजाही है; ये दोनों मिलकर आनुवंशिक संरचना को आकार देने वाली मुख्य गैर-चयनात्मक शक्तियाँ हैं।

Definition

आनुवंशिक बहाव एक सीमित जनसंख्या में युग्मकों के संयोगिक नमूने से उत्पन्न होने वाली पीढ़ियों के बीच युग्मक आवृत्तियों का यादृच्छिक उतार-चढ़ाव है। जीन प्रवाह व्यक्तियों या युग्मकों की आवाजाही के माध्यम से एक जनसंख्या से दूसरी जनसंख्या में युग्मकों का स्थानांतरण है।

Scope

यह विषय सीमित जनसंख्याओं में युग्मक आवृत्तियों में स्टोकेस्टिक परिवर्तन, प्रभावी जनसंख्या आकार की भूमिका, संस्थापक प्रभाव और बॉटलनेक, जनसंख्याओं के बीच प्रवासन का समरूपीकरण प्रभाव, और कैसे बहाव और जीन प्रवाह चयन और स्थानीय अनुकूलन का विरोध करते हैं, को शामिल करता है।

Core questions

• प्रभावी जनसंख्या आकार आनुवंशिक बहाव की शक्ति को कैसे निर्धारित करता है?
• आनुवंशिक भिन्नता के लिए संस्थापक घटनाओं और बॉटलनेक के क्या परिणाम हैं?
• जीन प्रवाह जनसंख्याओं को कैसे समरूप बनाता है और स्थानीय अनुकूलन को कैसे बाधित करता है?
• कमजोर रूप से चयनित युग्मकों पर बहाव चयन को कब पराजित कर सकता है?

Key theories

यादृच्छिक आनुवंशिक बहाव

सीमित जनसंख्याओं में, युग्मक आवृत्तियाँ यादृच्छिक रूप से बहती हैं क्योंकि प्रत्येक पीढ़ी सीमित संख्या में युग्मकों का नमूना लेती है; आवृत्ति परिवर्तन की भिन्नता प्रभावी जनसंख्या आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है, अंततः युग्मकों को स्थिर या खो देती है।

लगभग तटस्थ सिद्धांत

क्या एक थोड़ा हानिकारक युग्मक प्रभावी रूप से तटस्थ और बहाव के रूप में व्यवहार करता है, या चयन द्वारा हटा दिया जाता है, यह इसके चयन गुणांक और प्रभावी जनसंख्या आकार के उत्पाद पर निर्भर करता है।

Mechanisms

बहाव अगली पीढ़ी में युग्मकों के द्विपद नमूने से उत्पन्न होता है; इसकी प्रति-पीढ़ी भिन्नता प्रभावी जनसंख्या आकार N के लिए p(1-p)/2N के समानुपाती होती है, इसलिए छोटी जनसंख्याएँ तेज़ी से बहती हैं। समय के साथ बहाव युग्मकों को स्थिर या खो देता है, विषमयुग्मजता को कम करता है, और भिन्नता को नष्ट करता है। संस्थापक प्रभाव और बॉटलनेक N में अत्यधिक कमी के ऐसे प्रकरण हैं जो यादृच्छिक रूप से भिन्नता का नमूना लेते हैं। जीन प्रवाह प्रवासी युग्मकों को पेश करके बहाव और चयन का प्रतिकार करता है; प्रति पीढ़ी प्रवासियों की एक छोटी संख्या भी जनसंख्याओं को अकेले बहाव से भिन्न होने से रोक सकती है।

Clinical relevance

संरक्षण जीव विज्ञान में, छोटी और खंडित जनसंख्याएँ बहाव के कारण आनुवंशिक भिन्नता खो देती हैं और अंतःप्रजनन अवसाद से ग्रस्त होती हैं; गलियारों या स्थानांतरण के माध्यम से जीन प्रवाह का प्रबंधन एक मुख्य संरक्षण उपकरण है। संस्थापक प्रभाव पृथक मानव जनसंख्याओं में कुछ आनुवंशिक विकारों की बढ़ी हुई आवृत्तियों की भी व्याख्या करते हैं।

History

सेवाल राइट ने 1930 के दशक में यादृच्छिक बहाव और प्रभावी जनसंख्या आकार की अवधारणा पेश की, जिसमें उन्होंने बहाव, चयन और प्रवासन के परस्पर क्रिया के इर्द-गिर्द अपने शिफ्टिंग बैलेंस सिद्धांत को तैयार किया। किमुरा और ओटा ने बाद में तटस्थ और लगभग तटस्थ सिद्धांतों के माध्यम से आणविक विकास के लिए बहाव को केंद्रीय बनाया।

Debates

बहाव बनाम चयन का सापेक्ष महत्व

किस हद तक देखी गई आनुवंशिक भिन्नता चयन के बजाय तटस्थ बहाव को दर्शाती है, इस पर 1960-1970 के दशक की तटस्थतावादी-चयनवादी बहसों के बाद से विवाद रहा है और अब इसे जीनोम-स्केल डेटा के साथ संबोधित किया जाता है।

Key figures

• Sewall Wright
• Motoo Kimura
• Tomoko Ohta

Seminal works

• futuyma2017
• hartlClark2007
• ohta1973

Frequently asked questions

क्या आनुवंशिक बहाव अनुकूलन उत्पन्न करता है?

नहीं। बहाव युग्मक आवृत्तियों को यादृच्छिक रूप से बदलता है और लगातार पर्यावरण के अनुकूलन में सुधार नहीं करता है; केवल प्राकृतिक चयन ही व्यवस्थित रूप से अनुकूलन उत्पन्न करता है।

कितना जीन प्रवाह जनसंख्याओं को भिन्न होने से रोकता है?

सिद्धांत से एक मोटे नियम के रूप में, प्रति पीढ़ी लगभग एक प्रवासी बहाव द्वारा भिन्नता का प्रतिकार करने के लिए पर्याप्त है, हालांकि सटीक सीमा चयन और जनसंख्या संरचना पर निर्भर करती है।