Back to chapter

32.5:

انسياب الجينات

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Gene Flow

Languages

Share

يمكن أن يحدث التطور فقط إذا كان هناك خلل جيني في مجتمعٍمعين مع مرور الوقت. أحد الآليات التي تساهم في هذا التغيير هي التدفق الجيني،وهي نقل الاختلافات الجينية بين المجتمعات. يحدث التدفق الجيني عندما تتحرك الكائنات الحية من أحد المجتمعات الى مجتمع آخر.في بعض الأنواع،تتحرك الجاميتات فقط بين المجتمعات،مثل حبوب لقاح النبات الموزعة عن طريق الرياح أو الحيوانات. يمكن أن يدخل التدفق الجيني اختلافات جينية جديدة-أو يغير تكرار الاختلافات الجينية في مجتمع معين. وبعكس الانتقاء الطبيعي،الذي يروج الميزات التي تعزز الحياة والتناسل يمكن للتدفق الجيني أن يزيد أو يقلل حدوث الميزات المكيفة.على سبيل المثال،يمكن للبعوض المهاجر أن تنشر اختلافا جينياًأو أليلاًيعزى إليها مقاومة المبيدات الحشرية. ومن ثم،فإن البعض التي تمتلك أليلاًجديداًتعيش وتنجب بشكل أكثر نجاحاًمن ناحية أخرى،فإن هجرة الثدييات الكبيرة للفيلي لاند يوضح كيف يتحدد التدفق الجيني. الطيور المهاجرة من اليابسة تمتلك جينات لأحجام مخالب كبيرة بينما الطيور على الجزيرة تختبر اختيارا لأحجام مخالب أصغر.في فلايلاند الوسطى،حيث تحدث الهجرة ثلاث مرات أكثر من المناطق العالية،يمتلك مجتمع التيت معدل حياة أقل من تلك الموجودة في فايلاند الشرقية التي تواجه هجرة أقل. وبمرور الزمن،يميل التدفق الجيني إلى تقليل الاختلافات الجينية بين المجتمعات،ويؤدي في بعض الأحيان إلى مجمع جيني مشترك. عندما يكون التدفقالجيني مقيداًفإن الاختلافات الجينية يتضخم بمرور الزمن.قبل ملايين السنن،وبتدني مستويات المحيط تشكل برزخ بنما والتي تربط أمريكا الشمالية والجنوبية. وكانت النتيجة فصل المجتمعات البحرية التي تتزاوج فيما بينها. فالمجتمعات التي على طرفي البرزخ استمرت بالتكاثر فيما بينها،لكن ليس مع الأنواع الأخرى.ظهرت طفرات جينية عشوائية مميزة في مجتمعات منفصلة. وظروف بيئية أدت الى تشكل خصائص مختلفة ليتم اختيارها طبيعياًوفي النهاية،ظهرت الاختلافات الجينية في مزايا التكاثر،منتجة أنواعاًمميزة لا يمكنها التزاوج فيما بينها بعد هذا رغم قربها من بعضها البعض. وبالتالي فإن التدفق الجيني هو آلية ثورية قوية يمكنهما معاًتعزيز التنوع الجيني لمجتمعات الأفراد وحصر الاختلافات الجينية.

32.5:

انسياب الجينات

التدفق الجيني هو نقل الجينات بين السكان ، الناتج إما عن تشتت الأمشاج أو عن هجرة الأفراد.

تلعب هذه الظاهرة دوراً تطورياً مهماً في جميع الكائنات الحية ، واعتماداً على معدلات تدفق الجينات ، فإن الآلية إما تحفز التنوع الجيني أو تولد التجانس الجيني بين المجموعات السكانية. عندما يكون معدل تدفق الجينات منخفضاً ، فإن إدخال أليلات جديدة في مجموعة سكانية يولد تنوعاً جينياً. من ناحية أخرى ، فإن المعدل المرتفع لتدفق الجينات يقلل من التباين الجيني بين السكان ، مما يزيد من التجانس.

يعد التنقل عاملاً بالغ الأهمية يؤثر على معدل تدفق الجينات بين المجموعات السكانية. تتمتع الكائنات الحية الأكثر حركة بفرص أكبر للمساهمة في تدفق الجينات من خلال الهجرة. يمكن للكائنات الحية المستقرة مثل النباتات أيضاً أن تسهل تدفق الجينات من خلال حبوب اللقاح والبذور التي تنقلها الحيوانات أو الرياح إلى مسافات. ومع ذلك ، فإن الهجرة نفسها لا تضمن دائماً تدفق الجينات – يجب أن تكون مصحوبة بتبادل الجينات أو المواد الجينية بين المقيم والأفراد المهاجرين.

يمكن أن تعيق الحواجز المادية والإنجابية تدفق الجينات. على سبيل المثال ، يحدث الانتواع بتباين الموطن عندما تعزل الحواجز الجغرافية مجموعات من نفس النوع ، مما يقيد تدفق الجينات. عند إزالة هذه الحواجز ، إذا تباعدت المجموعات بشكل كافٍ أثناء انفصالها بحيث لم تعد قادرة على إنتاج نسل قابل للحياة مع فرد من السكان الآخرين ، فقد يتم تصنيفهم على أنهم أنواع منفصلة.

يمكن أن يساعد تدفق الجينات بمساعدة الإنسان في إنقاذ الجينات. ارتفاع معدل زواج الأقارب بين مجموعات سكانية صغيرة يقلل من التنوع ويقلل من المواءمة ويزيد من خطر الانقراض. يمكن أن يؤدي إدخال أفراد أو كائنات غير مرتبطة من خلال التدخل البشري إلى تقليل مدى زواج الأقارب ، وتحسين التنوع ، وبالتالي زيادة المواءمة العامة.

Suggested Reading

McDonald, Bruce A. "Population Genetics of Plant Pathogens." Population Genetics of Plant Pathogens. The American Phytopathological Society (APS), n.d. Accessed February 4, 2020. [Source]

Morjan, Carrie L., and Loren H. Rieseberg. "How Species Evolve Collectively: Implications of Gene Flow and Selection for the Spread of Advantageous Alleles." Molecular Ecology. 13, no. 6 (2004): 1341-356. [Source]