Pullonkaulavaikutuksen ja perustajavaikutuksen vertailu

Luonnollinen valinta on tärkein tapa evoluutiolle, mutta se ei ole ainoa tapa. Toinen tärkeä evoluutiomekanismi on se, mitä biologit kutsuvat geneettiseksi ajautumiseksi, kun satunnaiset tapahtumat eliminoivat geenit populaatiosta. Kaksi tärkeää esimerkkiä geneettisestä ajautumisesta ovat perustajatapahtumat ja pullonkaulavaikutus.

Kuvittele, että sinulla on purkki, jossa on kolme eriväristä marmoria: punainen, keltainen ja vihreä. Jos valitset vain kaksi tai kolme marmoria purkista, voit valita kaikki keltaiset ja punaiset sattumalta. Jos marmorien eri värit olivat erilaisia ​​geenejä ja valitsemasi kolme marmoria olivat uusi populaatio, uusi populaatio olisi vain punaisia ​​ja keltaisia ​​geenejä, mutta ei vihreitä - ja se muistuttaa hyvin tapaa, jolla perustajatapahtumat vaikuttavat geneettisiin vaihtelu. Kun pieni ryhmä erottuu suuremmasta väestöstä ja iski itsestään, sillä pienellä ryhmällä saattaa olla geenejä, jotka ovat harvinaisia ​​alkuperäisessä väestössä. Nämä harvinaiset geenit ovat nyt yleisiä uuden ryhmän jälkeläisillä. Muut alkuperäisessä populaatiossa esiintyvät geenit saattavat kuitenkin puuttua kokonaan uudesta ryhmästä. Esimerkiksi Huntingtonin tauti on yleisempää afrikanerien tai hollantilaisten Etelä-Afrikan väestössä kuin useimmissa muut populaatiot, koska Huntingtonin geeni sattui olemaan epätavallisen yleinen alkuperäisen hollannin pienryhmässä siirtolaiset.

Pullonkaulavaikutukset tapahtuvat, kun jokin katastrofi, kuten maanjäristys tai tsunami, tappaa suurimman osan väestöstä satunnaisesti ja jättää vain muutaman eloonjääneen. Katastrofin on oltava jotain, joka iski kuitenkin satunnaisesti ja tappaa yksilöitä kantajista riippumatta. Rutto, joka tappoi vain yksilöt, joilta puuttuu tietty geeni, olisi esimerkki luonnollisesta valinnasta, ja ei pullonkaulavaikutus, koska se tappaa yksilöt, joilla on erityinen geneettinen koostumus, pikemminkin kuin silmiinpistävää satunnainen. Pullonkaulavaikutukset vähentävät dramaattisesti geneettistä monimuotoisuutta, koska suurin osa väestöstä kuolee ja erilaisten yksilöiden kantamat geenit häviävät heidän kanssaan. Esimerkiksi pohjoisia norsun hylkeitä metsästettiin lähes sukupuuttoon 1800-luvun lopulla; jossain vaiheessa elossa oli vain 20. Heidän populaationsa nousi yli 30000: een seuraavan vuosisadan aikana, mutta geneettistä on paljon vähemmän vaihtelu pohjoisten norsun hylkeiden välillä kuin eteläisten populaatioiden keskuudessa, mikä ei ollut kovin voimakasta metsästys.

Sekä väestön pullonkauloilla että perustajilla on samanlaiset vaikutukset: ne vähentävät geneettisen monimuotoisuuden määrää populaatiossa. Jotkut geenit poistuvat populaatiosta, kun taas toiset, jotka saattavat olla alun perin harvinaisia, ovat nyt yleisiä. Perustajien tapahtumien ja väestön pullonkaulojen tärkeä samankaltaisuus on niiden satunnaisuus. Luonnollisessa valinnassa geenit, joilla on parhaat selviytymisominaisuudet, siirtyvät seuraavalle sukupolvelle. Perustajatapahtumassa tai väestön pullonkaulassa geenit, jotka siirtyvät, eivät välttämättä ole parempia kuin eliminoidut - ne vain suosivat sattumalta.

Perustajien tapahtumien ja väestön pullonkaulojen välinen ero on tapahtuman tyyppi, joka aiheuttaa ne. Perustajatapahtuma tapahtuu, kun pieni joukko yksilöitä erotetaan muusta väestöstä, kun taas pullonkaulavaikutus tapahtuu, kun suurin osa väestöstä tuhoutuu. Lopputulos on hyvin samanlainen - geneettinen monimuotoisuus vähenee. Mutta tulokseen johtavan tapahtuman tyyppi on hyvin erilainen, ja siksi nämä kaksi geneettisen driftin tyyppiä luokitellaan erikseen.