Какъв е ефектът на основателя в еволюцията?

Ефектът на основателя е особен тип генетичен дрейф , при който честотата на появата на алели в популация се променя поради отделянето на малка група индивиди, които създават нова общност, репродуктивно изолирана от първата. Тази малка група от хора се нарича основатели , сравнявайки я с група хора, които решават да напуснат мястото, където живеят, и да създадат (или основат) нова общност другаде.

Веднъж установена на ново място или „основана“ на новата общност, групата основател възпроизвежда и предава на потомството своята специфична комбинация от алели, която поради малкия размер на групата в сравнение с първоначалната популация не е представителна. на цялото население.

Как и защо се променя честотата на алелите?

Ефектът на основателя е явление, подобно на грешките при вземане на проби. Във всяка популация има определено разпределение на алелите за всеки фенотип. Някои ще бъдат по-често срещани от други, докато други ще присъстват само в много малка част от населението.

Ако вземем малка произволна извадка от популация и анализираме алелите, които присъстват в пробата, тази проба може да няма точно същия генетичен състав (средно) като цялата популация. Тази разлика между извадката и популацията е извадкова грешка и възниква, когато избраната извадка не е представителна за популацията. Тези типове грешки стават по-големи с намаляване на размера на извадката.

Точно това се случва с ефекта на основателя. Когато малка част от населението се отдели от него и се засели другаде, все едно е взета проба от населението. Ако групата е много малка, тя няма да е представителна за популацията, така че може да има напълно различен генетичен състав от тази популация.

Как се влияе честотата на алелите?

Ефектът на основателя може да има два радикално различни ефекта върху честотата на различните алели. В някои случаи може да увеличи дела на определен алел, тъй като този алел се оказа много по-често срещан от нормалното в групата на основателите. От друга страна, може да има и обратен ефект, намалявайки появата на алел или дори да го накара да изчезне напълно.

За да разберете как може да се случи това, разгледайте примера на следващата фигура, в която различните цветни точки представляват индивиди с различни алели. Населението отляво е голямо население, живеещо на земна маса. Малка група от това население колонизира близкия остров по всяко време. Стрелката на фигурата показва групата, която е мигрирала.

В оригиналната популация отляво, съотношението на червените, зелените, жълтите и лилавите алели е 36:12:3:3, така че честотите на четирите алела са съответно 36/54, 12/54, 3/ 54 и 3/54. Въпреки това, ако погледнем групата от основатели, ще разберем, че пропорциите са много различни. Малката група съдържа само 9 индивида с червения алел, 4 със зеления алел, 3 с жълтия алел и нито един с лилавия. С други думи, честотите на алелите в този случай са съответно 9/15, 4/15, 3/15 и 0/15.

Както може да се види, за групата от основатели на островната субпопулация честотата на червения алел намалява в сравнение с тази на първоначалната популация, докато тази на зелените и жълтите алели се увеличава (особено тази на жълтото). От друга страна, лилавият алел дори не е достигнал до острова, така че напълно ще изчезне от тази популация.

Конкретните алели, които групата основатели вземат със себе си, са напълно произволни, тоест те не отговарят на каквито и да е модели, така че няма начин да се знае предварително какъв ще бъде крайният ефект. Някои популации, в които се проявява ефектът на основателя, имат много по-висок дял на някои рецесивни алели в сравнение с общата популация. В други случаи някои черти се губят (като лилавия алел в примера), защото по чисто съвпадение основателите не са имали този алел.

Примери за генетичен дрейф поради ефекта на основателя

общността на амишите

Ярък пример за ефекта на основателя може да се види в общността на амишите в Съединените щати. Тази общност се намира в щата Пенсилвания и е основана от европейски имигранти от швейцарско-германски произход. Амишите произлизат от много малка група от основатели и не приемат нови членове в общността, които не идват от техните собствени, така че те се женят помежду си, което в много случаи води до кръвосмешение. Тези характеристики ги изолират от останалата част от населението, поради което поколение след поколение амишите се характеризират с представянето на много подчертано влияние на алелите, допринесени от първоначалните основатели.

В резултат на това сред амишите има няколко генетични заболявания, като полидактилия, които се появяват много по-често, отколкото в останалата част от американското население.

Благородният елен на Корсика

Този елен в момента се среща на Тиренските острови, но много изследвания са установили, че тази популация е генетично произлязла от населението на Сардиния, откъдето се предполага, че идват от първоначалните основатели.

Населението на Южна Африка

Смята се, че повишената честота на болестта на Хънтингтън и анемията на Фанкони в Южна Африка, в сравнение с останалата част от общото население, се дължи на ефекта на основателя. Предполага се, че колонистите-основатели са носили рецесивните мутации, които причиняват тези заболявания, така че са ги предали на потомството си.