Co to jest efekt założyciela?

Z perspektywa ewolucyjna, populacje zmieniają się z czasem. Wielkość i skład puli genów populacji jest kluczem do zachowania różnorodności genetycznej. Pula genowa zmiana w małej populacji z powodu przypadku znana jest jako dryf genetyczny. Efekt założycielski to przypadek dryf genetyczny w którym mała populacja ograniczonej liczby osobników odrywa się od większej populacji.

Wpływ na skład genetyczny populacji może być dość głęboki, ponieważ częstość występowania chorób może wzrosnąć. Im niższa liczba zaangażowanych osób, tym bardziej może to mieć wpływ na ucieczkę populacji. Efekt ten trwa do momentu, aż wielkość populacji będzie wystarczająco duża, aby błędy z pokolenia na pokolenie stały się minimalne. Jeśli populacja będzie nadal izolowana, skutki mogą się utrzymywać.

Kluczowe dania na wynos

Na przykład, jeśli mała populacja oderwie się od większej populacji, aby skolonizować wyspę, może wystąpić efekt założycielski. Jeśli niektóre kolonizatory są nosicielami lub homozygotyczny recesywne, częstość występowania recesywnego allelu może być dość dramatyczna w małej populacji w porównaniu z większą populacją rodziców.

Kiedy nowa generacja ma allele rozmieszczone losowo, przy wystarczająco dużej próbce, możemy oczekiwać, że pula genowa nowej generacji będzie w przybliżeniu reprezentować pulę genową poprzedniej generacji. Spodziewalibyśmy się pewnego rozkładu cech w danej populacji, gdy populacja ta jest wystarczająco duża. Gdy populacja jest mała, pula genów z pokolenia na pokolenie może nie być dokładnie reprezentowana. Wynika to z błędu próbkowania spowodowanego niewielkim rozmiarem populacji. Błąd próbkowania odnosi się do dysproporcji wyników w małej populacji lub próbce.

Nie wszystkie geny mają proste dominujący recesywny występowanie. Inni są cechy poligeniczne i może być spowodowany zmianami w wielu genach. Na przykład na początku 1800 roku wiele osób migrowało na wyspy Tristan da Cunha, aby utworzyć kolonię brytyjską. Co najmniej jeden z kolonistów wydaje się być nosicielem i miał recesywny allel na barwnikowe zapalenie siatkówki. Barwnikowe zapalenie siatkówki jest stosunkowo rzadkim zaburzeniem polegającym na utracie lub rozpadaniu się komórek w siatkówce, co prowadzi do utraty wzroku. Osoby homozygotyczne pod względem allelu chorują.

Według niektórych szacunków, w latach 60. XX w. Spośród 240 mieszkańców kolonii, czterech miało zaburzenia, a co najmniej dziewięciu innych było nosicielami. Jest to o wiele bardziej rozpowszechnione niż można by się tego spodziewać na podstawie rzadkości barwnikowego zwyrodnienia siatkówki w większych populacjach.

Wschodnia Pensylwania jest domem dla Amiszów, którzy stanowią uderzający przykład efektu założyciela. Szacuje się, że około 200 osób, które wyemigrowały Niemcy założył swoją społeczność. Amisze zazwyczaj pobierają się ze swojej społeczności i są izolowani, więc mutacje genetyczne zwykle się utrzymują.

Na przykład, polydactyly, posiadający dodatkowe palce u rąk i nóg, jest częstym objawem zespołu Ellisa-van Crevelda. Zespół ten jest rzadkim zaburzeniem, które charakteryzuje się również karłowatością i czasami wrodzonymi wadami serca. Z powodu efektu założyciela zespół Ellisa-van Crevelda jest znacznie bardziej rozpowszechniony wśród amiszów.

Chociaż ruch populacji ludzkich może dostarczyć przykładów efektu założyciela, efekt ten nie ogranicza się do ludzi. Może występować również u zwierząt lub roślin, ilekroć małe populacje odrywają się od większych.

Efekt założycielski może mieć głęboki wpływ na małe populacje z powodu dryfu genetycznego. Wpływ może utrzymywać się, gdy populacja pozostaje izolowana, dzięki czemu zmienność genetyczna jest minimalna. Dziedziczne choroby, takie jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki i zespół Ellisa-van Crevelda, są przykładami konsekwencji efektu założyciela.

• „Dryf genetyczny i efekt założyciela”. PBS, Public Broadcasting Service, www.pbs.org/wgbh/evolution/library/06/3/l_063_03.html.
• Reece, Jane B. i Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.