Was ist der Gründereffekt in der Evolution?

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Der Gründereffekt ist eine besondere Art der genetischen Drift , bei der sich die Häufigkeit des Auftretens von Allelen in einer Population aufgrund der Trennung einer kleinen Gruppe von Individuen ändert, die eine neue Gemeinschaft bilden, die reproduktiv von der ersten isoliert ist. Diese kleine Gruppe von Einzelpersonen wird als Gründer bezeichnet , verglichen mit einer Gruppe von Menschen, die sich entscheiden, den Ort, an dem sie leben, zu verlassen und anderswo eine neue Gemeinschaft zu gründen (oder zu gründen).

Einmal an einem neuen Standort etabliert oder die neue Gemeinschaft „gegründet“, reproduziert und vererbt die Gründergruppe ihre besondere Allelkombination an die Nachkommen, die aufgrund der geringen Größe der Gruppe im Vergleich zur ursprünglichen Population nicht repräsentativ ist. der gesamten Bevölkerung.

Wie und warum ändert sich die Allelfrequenz?

Der Gründereffekt ist ein ähnliches Phänomen wie Stichprobenfehler. In jeder Population gibt es für jeden Phänotyp eine bestimmte Verteilung von Allelen. Einige werden häufiger vorkommen als andere, während andere nur in einem sehr kleinen Teil der Bevölkerung vorkommen.

Wenn wir eine kleine zufällige Stichprobe aus einer Population nehmen und die in der Stichprobe vorhandenen Allele analysieren, hat diese Stichprobe (im Durchschnitt) möglicherweise nicht genau dieselbe genetische Ausstattung wie die gesamte Population. Dieser Unterschied zwischen der Stichprobe und der Grundgesamtheit ist der Stichprobenfehler und tritt auf, wenn die ausgewählte Stichprobe nicht repräsentativ für die Grundgesamtheit ist. Diese Arten von Fehlern werden größer, wenn die Stichprobengröße kleiner wird.

Genau das passiert beim Gründereffekt. Wenn sich ein kleiner Teil der Bevölkerung davon trennt und sich anderswo ansiedelt, ist das so, als ob eine Stichprobe der Bevölkerung gezogen würde. Wenn die Gruppe sehr klein ist, ist sie nicht repräsentativ für die Bevölkerung, sodass sie möglicherweise eine völlig andere genetische Ausstattung als diese Bevölkerung hat.

Wie wird die Allelfrequenz beeinflusst?

Der Gründereffekt kann zwei radikal unterschiedliche Auswirkungen auf die Häufigkeit der verschiedenen Allele haben. In manchen Fällen kann es den Anteil eines bestimmten Allels erhöhen, da sich herausstellte, dass dieses Allel in der Gruppe der Gründer viel häufiger vorkam als normal. Andererseits kann es auch den gegenteiligen Effekt haben, indem es das Auftreten eines Allels reduziert oder sogar ganz verschwinden lässt.

Um zu verstehen, wie dies passieren kann, betrachten Sie das Beispiel der folgenden Abbildung, in der die verschiedenfarbigen Punkte Personen mit unterschiedlichen Allelen darstellen. Die Bevölkerung auf der linken Seite ist eine große Bevölkerung, die auf einer Landmasse lebt. Eine kleine Gruppe dieser Bevölkerung besiedelt zu einem bestimmten Zeitpunkt eine nahe gelegene Insel. Der Pfeil in der Abbildung zeigt die migrierte Gruppe.

In der ursprünglichen Population auf der linken Seite beträgt das Verhältnis von roten, grünen, gelben und violetten Allelen 36:12:3:3, sodass die Häufigkeiten der vier Allele jeweils 36/54, 12/54, 3/ sind. 54 und 3/54. Betrachten wir jedoch die Gruppe der Gründer, stellen wir fest, dass die Anteile sehr unterschiedlich sind. Die kleine Gruppe enthält nur 9 Personen mit dem roten Allel, 4 mit dem grünen Allel, 3 mit dem gelben Allel und keine mit dem lila Allel. Mit anderen Worten, die Allelfrequenzen sind in diesem Fall 9/15, 4/15, 3/15 bzw. 0/15.

Definition des Gründereffekts und Beispielschema

Wie man sieht, nahm bei der Gruppe der Gründer der Inselsubpopulation die Häufigkeit des roten Allels im Vergleich zu der ursprünglichen Population ab, während die der grünen und gelben Allele zunahm (insbesondere die von gelb). Andererseits hat das Purple-Allel die Insel nicht einmal erreicht, sodass es vollständig aus dieser Population verschwinden wird.

Die einzelnen Allele, die die Gruppe der Gründer mitnimmt, sind völlig zufällig, das heißt, sie reagieren nicht auf irgendwelche Muster, sodass es keine Möglichkeit gibt, im Voraus zu wissen, was der endgültige Effekt sein wird. Einige Populationen, in denen der Gründereffekt manifest ist, haben im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung einen viel höheren Anteil einiger rezessiver Allele. In anderen Fällen gehen einige Merkmale verloren (wie das lila Allel im Beispiel), weil die Gründer dieses Allel rein zufällig nicht hatten.

Beispiele für Gendrift aufgrund des Gründereffekts

die Amish-Community

Ein klares Beispiel für den Gründereffekt ist in der Amish-Gemeinschaft in den Vereinigten Staaten zu sehen. Diese Gemeinde liegt im Bundesstaat Pennsylvania und wurde von europäischen Einwanderern schweizerdeutscher Herkunft gegründet. Die Amish stammen von einer sehr kleinen Gruppe von Gründern ab, und sie nehmen keine neuen Mitglieder in die Gemeinschaft auf, die nicht aus ihrer Mitte stammen, also heiraten sie einander, was in vielen Fällen zu Inzucht führt. Diese Merkmale isolieren sie vom Rest der Bevölkerung, weshalb die Amish von Generation zu Generation dadurch gekennzeichnet sind, dass sie einen sehr deutlichen Einfluss der von den ursprünglichen Gründern beigesteuerten Allele aufweisen.

Die Amish sind ein Beispiel für einen Gründereffekt unter Menschen.

Infolgedessen gibt es bei den Amish mehrere genetische Erkrankungen, wie Polydaktylie, die viel häufiger auftreten als in der übrigen amerikanischen Bevölkerung.

Der Rothirsch von Korsika

Dieser Hirsch kommt derzeit auf den Tyrrhenischen Inseln vor, aber viele Untersuchungen haben ergeben, dass diese Population genetisch von der sardischen Population stammt, von der vermutlich die ursprünglichen Gründer stammten.

Beispiel für Gründereffekt: Corsican Red Flock

Die südafrikanische Bevölkerung

Es wird angenommen, dass die erhöhte Inzidenz der Huntington-Krankheit und der Fanconi-Anämie in Südafrika im Vergleich zum Rest der allgemeinen Bevölkerung auf den Gründereffekt zurückzuführen ist. Es wird angenommen, dass die Gründungskolonisten die rezessiven Mutationen trugen, die diese Krankheiten verursachen, und sie daher an ihre Nachkommen weitergaben.

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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