ما العلاقة بين تردد أليل والتطور؟

التطور هو العملية التي تحفز التغيرات الجينية داخل مجموعة من الكائنات الحية. على سبيل المثال ، قد تقوم أنواع من الطحالب بتعديل بروتيناتها الممتصة للضوء من الأخضر إلى الأحمر للسماح لها بالازدهار بنجاح أكبر في المياه العميقة. لكن التغيير المرئي في خصائص الطحالب هو انعكاس لتغير في التكرار الإجمالي لجينات معينة في السكان. من الناحية الفنية ، يُعرف هذا باسم تردد الأليل. لذلك لا يمكن أن يحدث التغيير التطوري بدون تغييرات في تردد الأليل بينما التغيير في تردد الأليل هو مؤشر على حدوث التطور.

يشير النمط الظاهري إلى مجموعة السمات الجسدية والسلوكية التي يمكن ملاحظتها للكائن الحي. العديد من هذه السمات عبارة عن تعبيرات مباشرة عن الحمض النووي للكائن الحي ، وهو ما يسمى بالنمط الجيني. على الرغم من أن بعض عناصر النمط الظاهري مدفوعة بتفاعل الأنماط الجينية للكائن الحي مع البيئة ، فإن النمط الظاهري بطريقة أو بأخرى يرتبط بالنمط الجيني.

يتكون النمط الجيني لكائن معين من مجموعة من التعليمات الجينية لبناء البروتينات. هذه التعليمات عادة ما تكون نوعًا من الأكياس المختلطة. على سبيل المثال ، قد تحتوي الطحالب الخضراء على بعض الحمض النووي الذي يوجه تكوين البروتينات الحمراء أيضًا. لكن جينات أخرى قد توقف عمل جين البروتين الأحمر ، أو ربما يكون هناك بروتين أخضر أكثر بكثير من البروتين الأحمر. لذلك يمكن أن يكون لكائن حي معين نمط وراثي أخضر قوي ونمط وراثي أحمر ضعيف.

على الرغم من أن التطور مدفوع بتفاعل البيئة مع كائن حي واحد ، إلا أن كائنًا واحدًا لا يمكن أن يتطور. إنها فقط الأنواع التي يمكن أن تتطور. لذا ينظر علماء الوراثة إلى التوزيع العام للنمط الظاهري والنمط الجيني داخل مجموعة سكانية. العديد من الخلطات المختلفة ممكنة.

على سبيل المثال ، يمكن أن تكون مجموعة من الطحالب الخضراء خضراء لأن لديهم فقط جينات لصنع البروتينات الخضراء. لكن يمكن أيضًا أن تكون خضراء لأن لديهم جينات للبروتينات الخضراء والبروتينات الحمراء ، لكن لديهم جينًا آخر يوجه أن البروتينات الحمراء يجب أن تتفكك بعد تكوينها مباشرة لذا فإن الجين الذي يصنع البروتينات اللونية يمكن أن يكون إما "أخضر" أو "أحمر". يُطلق على الخيارين اسم الأليلات ، و a يتم الحصول على قياس التركيب الجيني للأنواع من خلال تواتر الأليل بين جميع الكائنات الحية في محيط.

تخيل بركة ، على عمق قدمين مع الطحالب تنمو في جميع أنحاء. تحتوي الطحالب القريبة من السطح على الكثير من الضوء الأصفر الذي يمتصه البروتين الأخضر جيدًا. لكن الطحالب التي تنجرف إلى الأسفل لا تحتوي على الكثير من الضوء الأصفر - الماء يمتص اللون الأصفر ويسمح بمرور المزيد من الضوء المزرق ، لذا تحتاج الطحالب العميقة إلى البروتين الأحمر لتعمل بشكل جيد في أعماق أكبر. إذا كنت ستختبر الطحالب على السطح ، فإن أكثرها صحة ستكون خضراء ، في حين أن أكثر الطحالب صحة تحت السطح ستكون حمراء. لكن الطحالب جميعها تتكاثر مع بعضها البعض ، لذا فإن نسبة جينات البروتين الأخضر والبروتين الأحمر ستكون مستقرة جدًا من جيل إلى جيل. يوصف مبدأ هاردي-واينبرغ استقرار تردد الأليل.

تخيل الآن أن هناك عام عواصف شديدة تفيض الطحالب الموجودة في البركة على الضفاف وتنتشر في البرك المجاورة. إحدى البركتين المجاورتين ضحلة للغاية ، والأخرى أعمق بكثير. في البركة الضحلة ، لا يكون جين البروتين الأحمر مفيدًا ، لذا فإن المزيد من طحالب البروتين الأخضر النقية تكون ناجحة. سيؤدي ذلك إلى إخراج جين البروتين الأحمر من مجموعة الجينات - أي أنه سيقلل من تواتر أليل جين البروتين الأحمر. قد يحدث العكس في البركة العميقة. في المياه العميقة ، لا يفيد البروتين الأخضر. قد يؤدي الاختلاف في عمق الطحالب الخضراء والحمراء إلى تناقص جينات البروتين الأخضر في مجموعة الطحالب التي لا تقترب أبدًا من السطح للتكاثر. يتغير تردد الأليل استجابة للضغط البيئي: التطور في العمل.