什么是遗传漂变?

作者: meilin
位于: 生活常识

遗传漂变(Genetic Drift)也叫做基因漂变,是一个随机发生(而不是自然选择)的进化机制。在遗传漂变中,种群经历一个给定等位基因频率的变化,是随机促成,而不是为了适应的需要而发生。随机与自然选择不同之处在于,后者是基于生存繁殖的最适合基因而改变,并且弱基因会消失。遗传漂白是多见于小种群的一种现象,而自然选择在更大种群中占据主导地位。

等位基因或基因变体,是产生某种特质的基因组成部分。想象一下同属于一个种群的红蠕虫和白蠕虫。如果红虫与白虫交配,每一种都会把一个等位基因遗传给后代,并形成一个基因。占主导地位的等位基因将确定幼虫的特性。如果白占主导地位,幼虫会是白色;如果红占主导地位,幼虫将是红色;如果幼虫接受了两个相同的隐性等位基因,它将显示隐性特征。当然,遗传学远比这个例子复杂,这只是一个基本概念。

现在想象一下这些虫子生活在满是红泥的沼泽里,周围是想吃它们的鸟。红虫更有可能生存,因为它们被泥土伪装,不容易被捕食者看到。因此,会有更多红虫繁殖,并且有更多红等位基因遗传给后代,这意味着红色等位基因频率增加。由于白虫更容易被鸟看到,在它们遗传基因之前就被吃掉,因此等位基因频率降低。这是自然选择。

另一方面,想象有10个红虫和10个白虫,它们有生存繁殖的相同机会。一棵树倒在沼泽地上,压死了8个蠕虫,其中有6个白虫和2个红虫。然后假设2个白虫和1个红虫生病死亡。碰巧,只有7个红虫和两个白虫活下来。这就是一个遗传漂变的例子。

遗传漂白也可以通过随机取样错误发生。在一个样本显示结果与整个种群不同时,就会出现抽样错误。例如,一个种群中有50个红虫和50个白虫,科学家随机挑选10个虫观察。由于样本较小,这10个一组遗传的等位基因未必与100个的群组一样。同样,如果这个组包含更多红虫,而不是白虫,展示的等位基因也会被扭曲。

在一个等位基因完全替代另一个或等位基因消失时,遗传漂白会变得固定。想象树倒灾难和疾病杀死其它17个蠕虫后,只留下7个红虫和2个白虫。在蠕虫繁殖时,白虫越来越少,直到白虫消失。之后,遗传漂变被固定,因为未来的后代都是红色。

由于遗传漂变在小种群中更快发挥作用,种群瓶颈或奠基者效应会加快遗传漂变过程。在种群数量突然下降时,就会出现瓶颈。树倒在沼泽地并杀死接近一半蠕虫种群就是一个瓶颈效应的例子。在一个小种群被隔离开来分别发展时,就会发生奠基者效应。