GENSTRØM: MEKANISME, KONSEKVENSER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

Den strømning av gener eller gene strømning, i biologi, refererer til bevegelsen av gener fra en populasjon til en annen. Generelt brukes begrepet synonymt med migrasjonsprosessen - i dens evolusjonære forstand.

I sin vanlige beskrivelse beskriver migrasjon sesongens bevegelse av individer fra en region til en annen, på jakt etter bedre forhold eller for reproduksjonsformål. For en evolusjonsbiolog involverer migrasjon imidlertid overføring av alleler fra et sett med gener mellom populasjoner.

Kilde: Jessica Krueger, fra Wikimedia Commons

I lys av populasjonsgenetikk er evolusjon definert som endringen i allelfrekvenser over tid.

Etter prinsippene for Hardy-Weinberg likevekt, vil frekvensene variere når det er: seleksjon, mutasjon, drift og genflyt. Av denne grunn blir genstrømmen betraktet som en evolusjonskraft av stor betydning.

Mekanismer for genstrøm

Mekanismene og årsakene som kommer fra bevegelsen av gener i en populasjon, er sterkt knyttet til de iboende egenskapene til studiegruppen. Det kan oppstå på grunn av innvandring eller utvandring av visse individer i en reproduktiv tilstand, eller det kan være et resultat av bevegelsen av gametene.

For eksempel kan en mekanisme være sporadisk spredning av juvenile former av en dyreart til fjerne bestander.

Når det gjelder planter er mekanismene lettere å feste. Plante gameter transporteres på forskjellige måter. Noen linjer bruker abiotiske mekanismer, for eksempel vann eller vind, som kan føre gener til fjerne befolkninger.

Tilsvarende er det biotisk spredning. Mange sprudlende dyr deltar i spredning av frøene. I tropene spiller for eksempel fugler og flaggermus en avgjørende rolle i spredning av planter av stor betydning for økosystemer.

Med andre ord, migrasjonshastigheten og genstrømmen avhenger av spredningskapasiteten til den undersøkte avstamningen.

Migrasjon og Hardy-Weinberg-likevekten

For å studere migrasjonseffekten på Hardy-Weinberg-likevekten, brukes øymodellen ofte som en forenkling (migrasjonsmodell på øy-kontinent).

Ettersom befolkningen på øya er relativt liten sammenlignet med befolkningen på fastlandet, har ingen genoverføring fra øya til fastlandet ingen innvirkning på fastlandsgenotype og allelfrekvens.

Av denne grunn ville genstrømmen bare ha en effekt: fra fastlandet til øya.

Varierer allelfrekvensene?

For å forstå effekten av den trekkende hendelsen til øya, bør du vurdere det hypotetiske eksemplet på et lokus med to alleler A ₁ og A ₂ . Vi må finne ut om bevegelse av gener til øya forårsaker variasjon i allelfrekvenser.

La oss anta at frekvensen av A ₁ allelet tilsvarer en - noe som betyr at det er løst i befolkningen, mens i det kontinentale befolkningen er det en _to allel som er fast. Før modningen av individene på øya, migrerer 200 individer til den.

Etter genstrømmen vil frekvensene endre seg, og nå vil 80% være "native", mens 20% er nye eller kontinentale. Med dette enkle eksemplet kan vi demonstrere hvordan genbevegelse fører til allelfrekvensendring - et sentralt begrep i evolusjonen.

Konsekvenser av genflyt

Når det er en markant strøm av gener mellom to populasjoner, er en av de mest intuitive konsekvensene at denne prosessen er ansvarlig for å utvanne mulige forskjeller mellom begge populasjoner.

På denne måten kan genstrømmen virke i motsatt retning av andre evolusjonskrefter som søker å opprettholde forskjeller i sammensetningen av genetiske reservoarer. Som for eksempel mekanismen for naturlig seleksjon.

En annen konsekvens er spredningen av fordelaktige alleler. La oss anta at ved mutasjon oppstår en ny allel som gir en viss selektiv fordel til dens bærere. Når det er migrasjon, blir den nye allelen fraktet til nye populasjoner.

Genstrøm og artsbegrep

Det biologiske begrepet arter er viden kjent og er absolutt det mest brukte. Denne definisjonen passer til det konseptuelle skjemaet for populasjonsgenetikk, da det involverer genpoolen - enheten der allelfrekvensene endres.

På denne måten passerer per definisjon ikke gener fra en art til en annen - det er ingen genflyt - og av denne grunn har artene visse egenskaper som gjør at de kan differensieres. Etter denne ideen, forklarer genstrømmen hvorfor arter danner en "klynge" eller fenetisk gruppering.

Videre har avbrytelse av genstrømmen avgjørende konsekvenser i evolusjonsbiologien: det fører - i de fleste tilfeller - til spesifikasjonshendelser eller dannelse av nye arter. Genstrømmen kan avbrytes av forskjellige faktorer, for eksempel eksistensen av en geografisk barriere, preferanser på frieri nivå, blant andre mekanismer.

Det motsatte er også sant: eksistensen av genstrøm bidrar til at alle organismer i en region som forblir som en art.

Eksempel

Migrasjonen av slangen Nerodia sipedon er et godt dokumentert tilfelle av genstrøm fra en kontinental befolkning til en øy.

Arten er polymorf: den kan ha et betydelig båndmønster eller ikke noe bånd i det hele tatt. I en forenkling bestemmes fargen av ett lokus og to alleler.

Generelt sett er slangene på kontinentet preget av å vise mønsteret av band. I kontrast har de som bor på øyene ikke dem. Forskerne har konkludert med at den morfologiske forskjellen skyldes de forskjellige selektive pressene som hver region utsettes for.

På øyene har individer en tendens til å sole seg på overflaten av steinene nær stranden. Fraværet av band ble vist for å lette kamuflasje på steinene på øyene. Denne hypotesen kunne testes ved bruk av tagging og gjenfangsteksperimenter.

Av denne adaptive grunn vil vi forvente at øyas befolkning utelukkende vil bestå av ubåndte organismer. Dette er imidlertid ikke sant.

Hver generasjon kommer en ny gruppe av båndorganismer fra kontinentet. I dette tilfellet fungerer migrasjon som en styrke mot utvelgelse.

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. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.