GRUNNLEGGEREFFEKT: HVA DEN BESTÅR AV OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den grunnleggereffekten , i biologi, er et fenomen som innebærer isolering av en liten gruppe av personer fra en større populasjon. Når antall individer øker, kan det hende at genpoolen ikke er en nøyaktig refleksjon av befolkningen som ga opphav til dem.

Variasjonen i genpoolen sammenlignet med den opprinnelige populasjonen og reduksjonen i variasjon i populasjonen fører - i noen tilfeller - til en økning i hyppigheten av resessive stavete alleler.

Kilde: Av Founder_effect.png: Bruker: Qz10derivative work: Zerodamage (Denne filen ble avledet fra: Founder effect.png :), via Wikimedia Commons

Av denne grunn inneholder medisinsk litteratur de beste eksemplene på grunnleggereffekten, der små menneskelige befolkninger koloniserte nye miljøer.

Når disse populasjonene økte i størrelse, er genpoolen forskjellig fra befolkningen, og andelen av skadelige alleler er betydelig høyere. Det mest kjente eksemplet er Amish.

Gen eller genetisk drift

Gendrift er et konsept som er nært knyttet til grunnleggereffekten.

Blant mekanismene som gir opphav til evolusjonsendring, har vi naturlig seleksjon og genetisk drift. Det siste forårsaker endringer i frekvensene av alleler i befolkningen gjennom tilfeldige hendelser.

Gendrift forekommer i alle populasjoner, men har en mer markert effekt og virker raskere i små populasjoner. Hos store populasjoner påvirker hendelser som oppstår ved en tilfeldighet ikke nevnte basseng.

Dermed er det to årsaker eller eksempler på gendrift: populasjonsflaskehalseffekten og grunnleggereffekten. Noen forfattere ser på grunnleggereffekten som et spesielt tilfelle av flaskehalsen.

Eksempler på gendrift

Denne hendelsen oppstår på grunn av "samplingsfeilen". Anta at vi har en pose med 200 bønner: 100 hvite og 100 svarte. Hvis jeg tar ut 10 bønner, kan jeg, ved en tilfeldighet, få 6 hvite og 4 svarte, og ikke den forventede andelen: 5 og 5. Slik fungerer drift.

Nå kan vi ekstrapolere dette eksemplet til dyreriket. Anta at vi har en populasjon av pattedyr med individer med hvit pels og andre med svart pels.

Ved en tilfeldighet reproduserer det bare de svarthårede - en eller annen tilfeldighetshendelse forhindret reproduksjon av de hvite frosne lemmene. Denne stokastiske endringen i alleliske frekvenser er gendrift.

I naturen kan det forekomme på grunn av en miljøkatastrofe: et snøskred utslettet de fleste av de hvite-pyntede pattedyrene.

Når oppstår grunnleggereffekten?

Gründereffekten oppstår når få individer isolerer seg fra "moren" eller den første befolkningen og danner en ny populasjon seg imellom. De nye kolonisatorene kan bestå av et enkelt par, eller en eneste inseminert hunn - som for insekter, som kan lagre sædceller.

Befolkningen av forskjellige dyr som i dag lever på øyer er etterkommere av noen få kolonisatorer som kom til disse områdene ved en tilfeldig spredning.

Hvis den nye populasjonen vokser raskt og når en betydelig størrelse, vil frekvensen av allelene sannsynligvis ikke bli sterkt endret fra den populasjonen som oppsto fra dem, selv om noen sjeldne alleler (for eksempel forårsaker sykdom eller skadelig tilstand) har blitt båret av grunnleggere.

Hvis kolonien forblir liten, fungerer gendriften ved å endre allelfrekvensene. Den lille størrelsen på den koloniserende befolkningen kan i noen tilfeller oversette til tap av genetisk variasjon og heterozygositet.

I tillegg må det tas med i betraktningen at i små bestander er sannsynligheten for at to slektninger parer seg, større, og øker dermed nivået av konsanguinitet.

Grunnleggereffekt på laboratoriet

På midten av 1950-tallet demonstrerte to forskere, Dobzhansky og Pavlovsky, eksperimentelt grunnleggereffekten. Utformingen besto av startkontrollerte bestander av dipteran Drosophila pseudoobscura.

Slekten Drosophila er hovedpersonen i et bredt spekter av eksperimenter i biologilaboratorier, takket være den enkle kultiveringen og den korte tiden mellom generasjoner.

Denne populasjonen ble startet fra en annen som gjennomførte en viss kromosomomlegging av det tredje kromosomet, med en frekvens på 50%. Dermed var det to typer populasjoner: noen store startet med 5000 individer og andre med bare 20.

Etter omtrent 18 generasjoner (omtrent halvannet år) var gjennomsnittsfrekvensen for omlegging av kromosom 0,3 i begge populasjoner. Variasjonsområdet var imidlertid mye større i små populasjoner.

Med andre ord, opprinnelig oppsto populasjonene med et lite antall grunnleggere en betydelig variasjon mellom populasjonene når det gjaldt frekvensene for den omorganiserte undersøkelsen.

Kilde: Av Bbski, fra Wikimedia Commons

Eksempel i menneskelige bestander

Gründereffekten er et fenomen som kan brukes på menneskelige bestander. Denne koloniseringshendelsen forklarer faktisk den høye frekvensen av arvelige lidelser i små isolerte populasjoner.

Migrasjoner til små øyer

På begynnelsen av 1800-tallet flyttet litt mer enn et dusin individer fra England til en øy som ligger i Atlanterhavet. Denne gruppen mennesker begynte livet på øya, der de reproduserte og opprettet en ny befolkning.

Det spekuleres i at en av de første "grunnleggerne" bar den recessive allelen for en tilstand som påvirker synet, kalt pigmentær rytinitt.

I 1960, da befolkningen allerede hadde nådd et mye større antall medlemmer - 240 etterkommere - led fire av disse av den nevnte tilstanden. Denne andelen er omtrent 10 ganger større enn befolkningen som ga opphav til grunnleggerne.

Amish

Amish er en religiøs gruppe som i tillegg til å være kjent for sin enkle livsstil og langt fra moderne bekvemmeligheter, utmerker seg med en høy andel recessive skadelige alleler. På 1700-tallet migrerte en liten gruppe individer fra Tyskland til Sveits og derfra til USA.

Blant de veldig vanlige homozygote patologiene i Amish, skiller dverg og polydaktighet ut - en tilstand der individer blir født med mer enn fem fingre.

Det anslås at 13% av befolkningen er bærere av den recessive allelen som forårsaker denne skadelige tilstanden. Ekstremt høye frekvenser, hvis vi sammenligner dem med den menneskelige befolkningen som ga opphav til dem.

Kilde: Av Gadjoboy fra flickr.com - https://www.flickr.com/photos/gadjoboy/, via Wikimedia Commons

referanser

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: vitenskap og natur. Pearson Education.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitasjon til biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolusjonsanalyse. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Utvikling. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerte zoologiske prinsipper (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
6. Mayr, E. (1997). Evolusjon og mangfoldet i livet: utvalgte essays. Harvard University Press.
7. Rice, S. (2007). Encyclopedia of Evolution. Fakta om fil.
8. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologi: Den dynamiske vitenskapen. Nelson Education.
9. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.