Эффект основателя биология егэ

ЭФФЕКТ ОСНОВАТЕЛЯ

Принципы эффекта основателя были изложены Эрнстом Майром в качестве объяснений эволюции среди малочисленных популяций. Иногда несколько организмов оказываются изолированными от основной популяции и образуют отдельную группу размножения. Например, некоторых птиц ветер может отнести с материка на острова, что, по всей видимости, и случилось с дарвиновыми вьюрками. Они стали основателями новой популяции. Иногда бури могут сломить стволы огромных деревьев и превратить их в плоты, способные переплыть моря. На таком плоту может разместиться некоторое количество небольших животных, которые в конечном итоге окажутся на новом месте. Люди могут неосмотрительно ввезти крыс и других животных в те районы, где их никогда не было, что грозит серьезными последствиями.

В 1955 году было получено свидетельство того, что животные могут пересекать большие водные пространства на естественных плотах. Эллен Кенски из Пенсильванского музея естественной истории обнаружила 15 игуан, сидящих на плоту растительного происхождения и направлявшемся из Гваделупы на остров Ангилья, расстояние между которыми составляет около 300 километров. Это случилось после урагана Луис, который повалил много деревьев и вырвал много растений. Игуаны спокойно доплыли до Ангильи и одну из самок видели там через 29 месяцев.

Первые колонисты на островах или первопроходцы, освоившие новую территорию, становятся основателями новой популяции. Если в ней слишком мало членов, то соотношение их генов может не соответствовать генофонду основной популяции. В таком случае от основателей получается новая популяция с особым генофондом. По мере естественного отбора происходит дивергенция от основного вида и в данном регионе развивается новая группа организмов.

В качестве примера можно привести бабочку вида Maniola jurtina. На острове Треско (острова Силли, к западу от Корнуэлла, Великобритания) популяция бабочек имеет особый рисунок пятен на крыльях, который отличается от представителей основной популяции, обитающей на большой земле. Новая популяция образовалась за определенный период времени от популяции основателей, насчитывавшей менее 200 особей.

Просмотр содержимого документа

«ЭФФЕКТ ОСНОВАТЕЛЯ (эффект родоначальника)»

После публикации знаменитого Чарльза Дарвина «Происхождения видов» в 1859 году люди больше не воспринимают живые существа как неподвижные и статичные сущности в своей эволюционной истории. Согласно постулату теории естественного отбора, живые существа подвергаются случайным мутациям на протяжении поколений, и некоторые признаки фиксируются из-за их полезности, в то время как другие различаются и со временем исчезают.

Например, особь определенного вида бабочек, может подвергнуться мутации в гене, продуцирующем меланин, во время своего развития и, следовательно, иметь полностью черный цвет. Если этот признак передается по наследству и помогает экземпляру оставаться скрытым в коре деревьев в течение более длительного времени, он будет воспроизводиться больше раз, так как его биологическая способность возрастет. Таким образом, эта черта будет распространяться по популяции, поскольку черная бабочка будет воспроизводить больше, чем белая.

С другой стороны, черный цвет бабочки может легче привлечь внимание хищников, и мутировавшая особь становится жертвой, как только она появляется на свет. В этом случае она сразу погибнет, а вредный ген исчезнет из генофонда популяции.

Основы генетического дрейфа

Как мы уже сказали, Дарвин постулировал в «Происхождении видов» естественный отбор как двигатель эволюции популяций, но интересно знать, что это не единственный в природе механизм, который изменяет аллельные частоты живых существ. У нас также есть генетический дрейф, полностью случайный процесс, который является следствием случайной выборки при воспроизводстве и, в целом, имеет тенденцию уменьшать генетическое разнообразие организмов (гомозиготность). 

Допустим, у нас есть мини-популяция из 5 мотыльков, 4 белых и один черный. Оказывается, черный цвет действительно полезен для этого вида, потому что он позволяет превосходно имитировать кору деревьев, но, к сожалению, мутировавший черный экземпляр погибает при столкновении с автомобильным стеклом. Его цвет не имеет ничего общего с его смертью, и, несмотря на то, что он имеет положительный характер, он полностью исчезает с лица земли.

Из-за этой «ошибки выборки» полностью жизнеспособные аллели для определенной популяции могут иногда исчезать, не обращая внимания на логические причины или механизмы естественного отбора. В любом случае следует отметить, что генетический дрейф гораздо сильнее проявляется в небольших популяциях: если бы у нас было 5000 бабочек в указанной популяции и 1000 из них были черными, шансы, что все черные исчезнут случайным образом, намного ниже.

В объяснении генетического дрейфа существенную роль играет гораздо больше концепций. Некоторые из них — частоты аллелей, эффективный размер популяции, потенциальные узкие места и т. д. В любом случае, в оставшихся строках мы сосредоточимся на одной из самых известных причин генетического дрейфа в мире зоологии: эффекте основателя.

Что такое эффект основателя?

Эффект основателя — одна из наиболее очевидных причин механизмов генетического дрейфа, наряду с ограничениями ресурсов в данной среде и эволюционным узким местом. В этом конкретном случае мы говорим о потере генетической информации, когда небольшая часть большой популяции становится независимой от нее в другой местности.

Давайте поищем новый пример, потому что цвет бабочек большего не дает. Теперь предположим, что у нас есть популяция из 200 птиц, которые ежегодно совершают трансатлантические миграции с континента на континент для размножения. По какой-то причине во время одного из таких сложных путешествий 10 из этих птиц отделяются от первоначальной стаи в поисках новой территории и, измученные, ищут убежище на маленьком острове.

Если у этого острова есть необходимые ресурсы и явно не хватает хищников, эти 10 птиц могут поселиться на суше острова и решить не мигрировать. Таким образом, новая популяция из 10 особей была создана из другой, состоявшей из 200. Выборка была полностью случайной, и, следовательно, частота аллелей новых особей может сильно отличаться от ожидаемой в общей популяции.

Например, у 1 из 100 птиц клюв может быть больше, чем у остальных, а у 1 из 50 — зеленый, а не желтый. Если окажется, что в результате случайности 3 из этих птиц-основателей демонстрируют эти черты в общей популяции из 10, более чем возможно, что эти аллели будут зафиксированы в будущих поколениях, несмотря на то, что они не являются «нормой». Таким образом, эффект основателя может привести к закреплению признаков у вида, который, будь это большая популяция, никогда бы этого не сделал.

Эффекты

Как вы понимаете, в зависимости от характеристик «основателей» со временем может возникнуть глубокий разрыв между членами первоначальной популяции и новой. Это становится намного интереснее, если мы примем во внимание, что, кроме того, вполне вероятно, что естественный отбор также действует на аллели основателей иначе, чем те, которые присутствуют в большой популяции.

Если мы продолжим предыдущий пример, станет ясно, что пребывание 10 особей в экзотической среде совсем не похоже на жизнь в группе из 200 особей в континентальной местности. Следовательно, выбранные нетипичные признаки (крупный клюв и зеленый цвет) могут быть полезны в долгосрочной перспективе для тех, кто их носит. Например, нам приходит в голову, что зеленый оттенок может имитировать птицу на верхушках пальм, а большой клюв был бы очень полезен, чтобы сломать кокосы и получить доступ к пище.

Таким образом, в дополнение к «ошибке выборки» самого отбора, возможно, что отбор благоприятствует атипичным генотипам (и фенотипам) с течением времени из-за нового навязывания окружающей среды. Таким образом, потомки основателей будут более экологичными и будут иметь самый высокий статистический уровень, пока не достигнут точки максимальной пригодности для использования своей новой ниши. 

В этом конкретном и идеальном сценарии можно было ожидать, что островные колонизаторы в конечном итоге станут подвидом, а позже и своим собственным видом на протяжении веков. Когда представитель островной популяции не может воспроизводиться с другим представителем оригинала. Можно сказать, что оба экземпляра принадлежат, в конечном счете, к разным видам. Это наглядный пример того, как эффект основателя может вызвать видообразование в островной среде.

Мы представили идиллическую обстановку, чтобы вы поняли, что такое эффект основателя, но, к сожалению, природа обычно так не работает. Одна из самых больших слабостей небольших популяций состоит в том, что они склонны к гомозиготности и инбридингу, то есть генетическая изменчивость теряется на протяжении поколений из-за отсутствия незнакомых репродуктивных особей. Таким образом, наиболее вероятно, что популяция из 10 особей никогда не начнется, и если это произойдет, потомство через 3-4 поколения окажется нежизнеспособным.

Также возможно, что по какой-либо причине особь, которая ранее увеличивала эволюционную жизнеспособность, со временем перестает делать это.

Если нет генетического разнообразия (если одни и те же аллели всегда фиксированы), все особи в небольшой популяции будут более или менее одинаково подготовлены к изменениям окружающей среды, поэтому риск исчезновения значительно возрастет. Эффект основателя может способствовать видообразованию, но также и полному исчезновению популяции из-за отсутствия генетического разнообразия.

С эволюционной точки зрения популяции со временем меняются. Размер и состав генофонда популяции – ключ к поддержанию генетического разнообразия. Случайное изменение генофонда в небольшой популяции известно как генетический дрейф. Эффект основателя – это случай генетического дрейфа, при котором небольшая популяция ограниченного числа особей отделяется от большей популяции.

Влияние на генетические Состав населения может быть весьма значительным, поскольку может увеличиваться распространенность болезней. Чем меньше число вовлеченных лиц, тем больше может пострадать отколовшаяся популяция. Этот эффект продолжается до тех пор, пока размер популяции не станет достаточно большим, чтобы ошибки от поколения к поколению стали минимальными. Если популяция будет оставаться изолированной, последствия могут сохраниться.

Примеры эффекта основателя

Если, например, небольшая популяция отделяется от большей, чтобы колонизировать остров, может возникнуть эффект основателя. Если некоторые из колонизаторов являются носителями или гомозиготными рецессивными, преобладание рецессивного аллеля может быть весьма значительным в небольшой популяции по сравнению с большей родительской популяцией.

Когда новое поколение имеет аллели, распределенные случайным образом, с достаточно большим размером выборки, мы можем ожидать, что генофонд нового поколения будет примерно представлять генофонд предыдущего поколения. Мы ожидаем определенного распределения черт в данной популяции, когда эта популяция достаточно велика. Когда популяция мала, генофонд от поколения к поколению может быть неточно представлен. Это связано с ошибкой выборки из-за небольшого размера генеральной совокупности. Ошибка выборки относится к диспропорции результатов в небольшой популяции или выборке.

Пример пигментного ретинита

Не все гены имеют простое доминантно-рецессивное возникновение. Другие являются полигенными признаками и могут быть связаны с изменениями ряда генов. Например, в начале 1800-х годов некоторые люди мигрировали на острова Тристан-да-Кунья, чтобы сформировать британскую колонию. По крайней мере, один из колонистов, по-видимому, был носителем и имел рецессивный аллель пигментного ретинита. Пигментный ретинит – относительно редкое заболевание, при котором клетки сетчатки теряются или разрушаются, что приводит к потере зрения.. Лица, гомозиготные по аллелю, страдают этим заболеванием.

По некоторым оценкам, в 1960-х годах из 240 жителей колонии четверо имели расстройство и по крайней мере девять других были носителями. Это гораздо более распространено, чем можно было бы ожидать, исходя из редкости пигментного ретинита в больших популяциях.

Пример амишей

Восточный Пенсильвания является домом для амишей, которые являются ярким примером эффекта основателя. По оценкам, около 200 человек, иммигрировавших из Германии, основали свое сообщество. Амиши обычно женятся внутри своего сообщества и изолированы, поэтому генетические мутации, как правило, сохраняются.

Например, полидактилия с лишними пальцами рук или ног является частый симптом синдрома Эллис-ван Кревельда. Синдром – редкое заболевание, которое также характеризуется карликовостью, а иногда и врожденными пороками сердца. Из-за эффекта основателя синдром Эллис-ван Кревельда гораздо более распространен среди амишей.

Эффект основателя у животных и растений

Хотя движение человеческих популяций может служить примером эффекта основателя, эффект не ограничивается людьми. Это также может происходить у животных или растений, когда небольшие популяции отделяются от более крупных.

Эффект основателя может иметь глубокое влияние на небольшие популяции из-за генетический дрейф. Воздействие может сохраняться, когда популяция остается изолированной, так что генетические вариации минимальны. Наследственные заболевания, такие как пигментный ретинит и синдром Эллис-ван Кревельда, являются примерами последствий эффекта основателя.

Источники

• «Генетический дрейф и эффект основателя». PBS , Служба общественного вещания, www.pbs.org/wgbh/evolution/library/06/3/l_063_03.html.
• Рис, Джейн Б. и Нил А. Кэмпбелл. Биология Кэмпбелла . Бенджамин Каммингс, 2011 г.

Эффект
основателя представляет собой частный
случай совместного действия изоляции
и популяционных волн.

Популяция
в период становления может состоять из
немногих аллогамных особей, потомства
одной оплодотворенной самки и даже
одной автогамной особи. Тогда из-за
объективной ошибки выборки частота
мутантного аллеля может оказаться очень
высокой. Эта же частота сохранится и в
период последующего становления
численности популяции.

Эффект
основателя доказан для популяций
человека (например, для религиозных
сект) и многих островных видов (например,
дрозофилы, некоторых птиц).

Некоторые
дополнительные элементарные эволюционные
факторы

Миграции,
или поток генов.
В основе миграции генов лежат
межпопуляционные обмены носителями
генетической информации: особями,
пыльцой и различными диаспорами.
Предположим, что в одной из малых
популяций под воздействием перечисленных
элементарных эволюционных факторов
сложилась высокая частота аллеля а,
а в другой – аллеля b.
При нарушении изоляции происходят
межпопуляционные обмены, и в результате
обе малые популяции будут содержать и
а,
и b.

Инбридинг.
При инбридинге возможно скрещивание
организмов с близкими генотипами
(крайним случаем инбридинга является
автогамия – самооплодотворение). Тогда
вероятность фенотипического проявления
мутации значительно возрастает (при
самооплодотворении она достигает 0,25).
Инбридинг усиливает действие всех ЭЭФ.

Бесполое
размножение.
Способствует сохранению мутаций за
счет быстрого увеличения числа их
носителей.

Выводы

Таким
образом, благодаря совместному действию
множества элементарных эволюционных
факторов маловероятные события на
протяжении длительного эволюционного
времени становятся вполне реальными.
В результате, по образному выражению
С.С. Четверикова (1926), природные
популяции насыщены мутациями, как губка
водой.

В
малых и сверхмалых популяциях число
разных мутантных генов меньше, чем в
больших популяциях, но зато частоты
отдельных мутантных аллелей могут быть
достаточно высокими. Каждая малая
изолированная популяция характеризуется
уникальным аллелофондом, на создание
которого потребовались многие поколения.
Каждый такой аллелофонд складывается
под действием множества случайностей.
Восстановить утраченные сочетания
аллелей – невозможно.

Естественный
отбор

1.
Концепция естественного отбора

2.
Концепция генетического нейтрализма
и «недарвиновские» теории эволюции

3.
Основные формы естественного отбора

4.
Высшие формы естественного отбора

5.
Современные проблемы теории отбора

1. Концепция естественного отбора

Естественный
отбор – это направленный фактор
эволюционного процесса, движущая сила
эволюции.

Направление
естественного отбора называется вектором
отбора.

Существует
множество подходов к определению понятия
«естественный отбор».

С
точки зрения классической синтетической
теории эволюции:

Естественный
отбор – это совокупность биологических
процессов, обеспечивающих дифференцированное
воспроизведение генетической информации
в популяциях.

Результаты
естественного отбора:

1.
Сохранение генетической структуры
популяции

2.
Изменение генетической структуры
популяции

3.
Появление новых вариантов ранее
существовавших признаков

4.
Появление принципиально новых признаков

5.
Образование новых видов

6.
Прогрессивный характер биологической
эволюции

Естественный
отбор – это следствие борьбы за
существование.

Существует
множество подходов к определению понятия
«борьба за существование».

С
точки зрения классической синтетической
теории эволюции, под выражением «борьба
за существование»
понимается все
многообразие отношений между организмами
и средой их обитания.
Ч. Дарвин употреблял термин борьба за
существование «…в самом широком и
метафорическом смысле, включая сюда
зависимость одного существа от другого,
а также включая (что еще важнее) не только
жизнь одной особи, но и успех ее в
оставлении после себя потомства».
Выражение «борьба» подчеркивает активный
характер деятельности организмов –
максимальное использование организмами
внутренних и внешних ресурсов.

Борьба
за существование не прекращается даже
в оптимальных условиях, однако при
изменении действия элиминирующих или
лимитирующих факторов одни ее формы
могут заменяться на другие.

Однако
только
при наличии внутрипопуляционной
генетической изменчивости
борьба за существование приводит к
естественному отбору. Тогда факторы
борьбы за существование становятся
агентами
естественного отбора.

История
развития представлений о естественном
отборе

Первые
представления о естественном отборе
как движущей силе эволюции сложились
в начале XIX
века.

Англичане
Уильям Уэллс, Патрик Мэттью, Эдвард Блит
в начале XIX
в. независимо друг от друга пришли к
выводу, что в природе существует жестокая
конкуренция, и поэтому только сильнейшие,
наиболее приспособленные к условиям
данной местности особи могут оставить
потомство; в ходе борьбы за существование
выживают особи, наиболее соответствующие
условиям своей среды, то есть действует
«отбор при помощи закона природы».

Герберт
Спенсер (английский психолог, 1820–1903)
понимал естественный отбор как переживание
наиболее приспособленных. Ч. Дарвин
использовал это же понятие отбора, но
подчеркивал, что «…особи, обладающие
хотя бы самым незначительным преимуществом
перед остальными, будут иметь больше
шансов на выживание и продолжение своего
рода».

В
начале ХХ века распространилась теория
«механического сита» (Г. де Фриз, 1903),
отводящая естественному отбору роль
сортировщика уже имеющихся вариантов.
Однако в большинстве случаев отбор не
использует уже готовые варианты признаков
(преадаптации), а создает новые признаки,
которые не могли возникнуть лишь за
счет мутационной и комбинативной
изменчивости. В этом заключается
творческая роль естественного отбора.

И.
И. Шмальгаузен при разработке теории
отбора большое внимание уделял
дифференциальной смертности вследствие
элиминации. При этом некоторые формы
элиминации (общая стихийная) могут не
приводить к отбору.

Дж.
Гексли (1942) различал отбор как
дифференциальное выживание и отбор как
дифференциальное размножение. В настоящее
время некоторые современные эволюционисты
понимают отбор как избирательное
выживание биологических единиц (например,
Футуима, 1979). Другие эволюционисты
(например, Пианка, 1978) подчеркивают, что
отбор действует «только
посредством дифференциального успеха
в размножении».

Однако
размножение и передача генов последующим
поколениям – разные понятия. И. Лернер
(1958) пришел к выводу, что отбор есть
дифференциальное воспроизведение
генотипов. Эта формулировка сущности
отбора в настоящее время наиболее
распространена.

Вопрос
о единице действия отбора до сих пор
однозначно не решен. Классическая СТЭ
подразумевает, что единицей действия
отбора является фенотип особи. Однако
сами понятия «фенотип» и «особь» строго
не определены. Поэтому существуют теории
группового отбора (единица отбора –
индивид, клон, семья, колония, популяция)
и теории «эгоистического гена» (единица
отбора – репликон, самовоспроизводящийся
участок ДНК).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Познание мира

Эффект основателя: что это такое и как влияет на биологическую эволюцию

После публикации знаменитого Чарльза Дарвина «Происхождения видов» в 1859 году люди больше не воспринимают живые существа как неподвижные и статичные сущности в своей эволюционной истории. Согласно постулату теории естественного отбора, живые существа подвергаются случайным мутациям на протяжении поколений, и некоторые признаки фиксируются из-за их полезности, в то время как другие различаются и со временем исчезают.

Например, особь определенного вида бабочек, может подвергнуться мутации в гене, продуцирующем меланин, во время своего развития и, следовательно, иметь полностью черный цвет. Если этот признак передается по наследству и помогает экземпляру оставаться скрытым в коре деревьев в течение более длительного времени, он будет воспроизводиться больше раз, так как его биологическая способность возрастет. Таким образом, эта черта будет распространяться по популяции, поскольку черная бабочка будет воспроизводить больше, чем белая.

С другой стороны, черный цвет бабочки может легче привлечь внимание хищников, и мутировавшая особь становится жертвой, как только она появляется на свет. В этом случае она сразу погибнет, а вредный ген исчезнет из генофонда популяции.

Основы генетического дрейфа

Как мы уже сказали, Дарвин постулировал в «Происхождении видов» естественный отбор как двигатель эволюции популяций, но интересно знать, что это не единственный в природе механизм, который изменяет аллельные частоты живых существ. У нас также есть генетический дрейф, полностью случайный процесс, который является следствием случайной выборки при воспроизводстве и, в целом, имеет тенденцию уменьшать генетическое разнообразие организмов (гомозиготность).

Допустим, у нас есть мини-популяция из 5 мотыльков, 4 белых и один черный. Оказывается, черный цвет действительно полезен для этого вида, потому что он позволяет превосходно имитировать кору деревьев, но, к сожалению, мутировавший черный экземпляр погибает при столкновении с автомобильным стеклом. Его цвет не имеет ничего общего с его смертью, и, несмотря на то, что он имеет положительный характер, он полностью исчезает с лица земли.

Из-за этой «ошибки выборки» полностью жизнеспособные аллели для определенной популяции могут иногда исчезать, не обращая внимания на логические причины или механизмы естественного отбора. В любом случае следует отметить, что генетический дрейф гораздо сильнее проявляется в небольших популяциях: если бы у нас было 5000 бабочек в указанной популяции и 1000 из них были черными, шансы, что все черные исчезнут случайным образом, намного ниже.

В объяснении генетического дрейфа существенную роль играет гораздо больше концепций. Некоторые из них — частоты аллелей, эффективный размер популяции, потенциальные узкие места и т. д. В любом случае, в оставшихся строках мы сосредоточимся на одной из самых известных причин генетического дрейфа в мире зоологии: эффекте основателя.

Что такое эффект основателя?

Эффект основателя — одна из наиболее очевидных причин механизмов генетического дрейфа, наряду с ограничениями ресурсов в данной среде и эволюционным узким местом. В этом конкретном случае мы говорим о потере генетической информации, когда небольшая часть большой популяции становится независимой от нее в другой местности.

Давайте поищем новый пример, потому что цвет бабочек большего не дает. Теперь предположим, что у нас есть популяция из 200 птиц, которые ежегодно совершают трансатлантические миграции с континента на континент для размножения. По какой-то причине во время одного из таких сложных путешествий 10 из этих птиц отделяются от первоначальной стаи в поисках новой территории и, измученные, ищут убежище на маленьком острове.

Если у этого острова есть необходимые ресурсы и явно не хватает хищников, эти 10 птиц могут поселиться на суше острова и решить не мигрировать. Таким образом, новая популяция из 10 особей была создана из другой, состоявшей из 200. Выборка была полностью случайной, и, следовательно, частота аллелей новых особей может сильно отличаться от ожидаемой в общей популяции.

Например, у 1 из 100 птиц клюв может быть больше, чем у остальных, а у 1 из 50 — зеленый, а не желтый. Если окажется, что в результате случайности 3 из этих птиц-основателей демонстрируют эти черты в общей популяции из 10, более чем возможно, что эти аллели будут зафиксированы в будущих поколениях, несмотря на то, что они не являются «нормой». Таким образом, эффект основателя может привести к закреплению признаков у вида, который, будь это большая популяция, никогда бы этого не сделал.

Эффекты

Как вы понимаете, в зависимости от характеристик «основателей» со временем может возникнуть глубокий разрыв между членами первоначальной популяции и новой. Это становится намного интереснее, если мы примем во внимание, что, кроме того, вполне вероятно, что естественный отбор также действует на аллели основателей иначе, чем те, которые присутствуют в большой популяции.

Если мы продолжим предыдущий пример, станет ясно, что пребывание 10 особей в экзотической среде совсем не похоже на жизнь в группе из 200 особей в континентальной местности. Следовательно, выбранные нетипичные признаки (крупный клюв и зеленый цвет) могут быть полезны в долгосрочной перспективе для тех, кто их носит. Например, нам приходит в голову, что зеленый оттенок может имитировать птицу на верхушках пальм, а большой клюв был бы очень полезен, чтобы сломать кокосы и получить доступ к пище.

Таким образом, в дополнение к «ошибке выборки» самого отбора, возможно, что отбор благоприятствует атипичным генотипам (и фенотипам) с течением времени из-за нового навязывания окружающей среды. Таким образом, потомки основателей будут более экологичными и будут иметь самый высокий статистический уровень, пока не достигнут точки максимальной пригодности для использования своей новой ниши.

В этом конкретном и идеальном сценарии можно было ожидать, что островные колонизаторы в конечном итоге станут подвидом, а позже и своим собственным видом на протяжении веков. Когда представитель островной популяции не может воспроизводиться с другим представителем оригинала. Можно сказать, что оба экземпляра принадлежат, в конечном счете, к разным видам. Это наглядный пример того, как эффект основателя может вызвать видообразование в островной среде.

Мы представили идиллическую обстановку, чтобы вы поняли, что такое эффект основателя, но, к сожалению, природа обычно так не работает. Одна из самых больших слабостей небольших популяций состоит в том, что они склонны к гомозиготности и инбридингу, то есть генетическая изменчивость теряется на протяжении поколений из-за отсутствия незнакомых репродуктивных особей. Таким образом, наиболее вероятно, что популяция из 10 особей никогда не начнется, и если это произойдет, потомство через 3-4 поколения окажется нежизнеспособным.

Также возможно, что по какой-либо причине особь, которая ранее увеличивала эволюционную жизнеспособность, со временем перестает делать это.

Если нет генетического разнообразия (если одни и те же аллели всегда фиксированы), все особи в небольшой популяции будут более или менее одинаково подготовлены к изменениям окружающей среды, поэтому риск исчезновения значительно возрастет. Эффект основателя может способствовать видообразованию, но также и полному исчезновению популяции из-за отсутствия генетического разнообразия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Эффект основателя – определение и примеры

Определение основателя эффекта

Эффект основателя – это явление, которое возникает, когда небольшая группа людей становится изолированной от более крупного Население, Независимо от того, на что было похоже первоначальное население, новое население будет напоминать только людей, которые основали меньшую, отличную популяцию. Эффект основателя обусловлен случайностью, которая сопровождает выбор небольшой группы из большей популяции. Чем меньше население, тем выше вероятность того, что небольшое население не будет представлять большее население. Смотрите рисунок ниже. Если те немногие организмы, которые мигрируют или отделяются от родительской популяции, не несут той же частоты аллелей, что и основная популяция, результирующий эффект основателя заставит популяцию, которая отделена, стать генетически отличной от исходной популяции. Это может привести к появлению нового подвида организмов или даже совершенно нового вид достаточно времени

Эффект основателя может иметь место из-за множества различных обстоятельств. Эффект основателя может быть связан с географической изоляцией, когда небольшое количество людей мигрирует в новую область. В этом случае расстояние или препятствия между двумя популяциями делают невозможным скрещивание, и новые популяции становятся генетически различимыми со временем. В другом сценарии мутация может привести к размножению популяции организмов от родительского основания. Без способности скрещиваться с большей популяцией, небольшая популяция становится отдельной. В случае успеха это перерастет в новый вид. Мутации и случайные аллель изменения в небольших группах населения известны как генетический дрейф и основатель эффекта является частью генетического дрейфа.

Примеры эффекта основателя

Генетические заболевания у людей

Многие генетические заболевания распространены в популяции людей частично благодаря эффекту основателя. Небольшие популяции людей либо насильно разделяются, либо по собственному желанию покидают более крупный генетический фонд. Примером эффекта основателя в этом контексте является более высокая частота дефицита фумаразы в популяции членов фундаменталистской церкви. Практики церкви включали в себя эндогамию, или брак в рамках религии, и многоженство, или практику брака нескольких жен. То, что основатели религии не знали, было то, что они несли сильно вредный аллель. Аллель создал форму фумаразы, которая не функционировала. Этот фермент необходим для производства энергии в митохондрии, Без функциональных митохондрий поражаются почти все клетки организма. Дети, которые получают нефункциональный аллель от обоих родителей, имеют серьезные нарушения, как с отклонениями в развитии, так и с умственной отсталостью. Эффект основателя привел к тому, что население, исповедующее эту религию, столкнулось с гораздо большей частотой этого специфического генетического состояния.

Малые острова

Экологи давно изучают маленькие острова, поскольку население между маленькими островами часто демонстрирует удивительное разнообразие. Галапагосские вьюрки, например, представляют несколько видов вьюрков, которые все напоминают вьюрка материка, с различными модификациями. Теория остается, что население на островах находится под влиянием эффекта основателя. Предполагается, что небольшие колонии зябликов были созданы на каждом острове, когда штормы уносили их далеко от береговой линии. Из-за небольшого числа зябликов, которые прибыли на каждый остров, у каждой популяции были только определенные аллели от родительской популяции. Со временем население сильно различалось, как по размеру, так и по ролям, которые они выполняли в экосистема, Подобные примеры были отмечены у амфибий, рептилий и млекопитающих. Эффект основателя является хорошо известной причиной дифференциации между популяциями, которые охватывают большое расстояние. Это известно как эффект последовательного основателя, если отдельные популяции, распределенные по географическому расстоянию, не скрещиваются.

• Генетический дрейф – Изменения в частота аллелей не связано с естественный отбор, как правило, вызвано небольшими числами.
• Узкое место населения – Когда популяция ограничена небольшим размером путем естественного отбора, многие из потерянных генов происходят по случайности, и оставшиеся в популяции аллели не обязательно являются наиболее адаптивными.
• Все частоты – Количество аллелей определенного типа в популяции, деленное на общее количество аллелей.
• Адаптивное излучение – Эволюционно быстрое изменение между популяциями, иногда из-за эффекта основателя на большом расстоянии или серии географических островов.

викторина

1. Популяция красных и синих цветов растет в теплице. Садовник покупает новые цветы для сада и собирает два красных цветка. Красные цветы пересажены в ее сад. Через несколько сезонов цветы распустили свои семена и занимают большую часть сада. Они все красные. Что это пример?A. Генетический дрейфB. Узкое место населенияC. Эффект ОснователяD. А и СE. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 1

D верно. Это пример эффекта основателя и генетического дрейфа. Генетический дрейф включает любое эволюционное событие, в котором частоты аллелей изменяются случайным образом, то есть не в ответ на естественный отбор. В узком месте популяции размер популяции настолько строго ограничен избирательной силой, что затрагиваются частоты аллелей. Если бы волки съели всех, кроме двух кроликов в этом районе, и эти кролики оказались фиолетовыми, все будущие кролики были бы фиолетовыми. Напротив, эффект основателя существует, когда основная популяция остается нетронутой, но каким-то образом изолирована от новой популяции. Оба являются формами генетического дрейфа.

2. Эффект основателя виден в популяции одуванчиков (также называемых цветочками в форме шарика или пуффбола), которые существуют рядом с рекой. Ветер переносит семена всех одуванчиков, но лишь очень небольшой процент попадает на другую сторону. Цветы в установленном населении желтые и белые. Какие цвета будут существовать в популяции основателей?A. желтыйB. белыйC. ОбеD. Либо случайно, либо оба

Ответ на вопрос № 2

D верно. Цвет одуванчика не влияет на то, будет ли он перенесен через реку. Семена, которые пересекают реку, делают это случайно. В результирующей популяции цвет цветов может быть белым, желтым или обоими в зависимости от того, через какие семена они попали. Частью эффекта основателя является присущая ему случайность, возникающая при создании новой популяции. Многие новые популяции не имеют успеха в новых условиях из-за отсутствия генетического разнообразия. Например, если коровы живут на другом берегу реки и предпочитают желтые цветы, маловероятно, что желтые цветы смогут начать новую популяцию. Белые цветы, однако, могли легко начать новую популяцию, и эффект основателя был бы замечен.

3. Большая популяция кроликов существует на острове. На соседнем острове нет кроликов. В качестве эксперимента ученые делят кроликов пополам, каждый с одинаковой частотой аллелей. Одна группа находится на необитаемом острове, и обе группы находятся под наблюдением. Это пример эффекта основателя?A. Да, но только если группы развиваются по-разномуB. Нет, учредители такие же, как родительское населениеC. Да, потому что кролики основывают популяцию на новом острове.

Ответ на вопрос № 3

В верно. Это не было бы примером эффекта основателя, потому что популяция была поровну разделена, а частота аллелей намеренно оставалась неизменной. В эффекте основателя частота аллеля изменяется из-за случайной природы небольшой группы трансплантированных организмов. Группы будут развиваться по-разному, независимо от отсутствия эффекта основателя, поскольку популяции подвергаются различному избирательному давлению на разных островах, и население не сможет скрещиваться.

Источник