Back to chapter

32.5:

Gen Akışı

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

Evrim ancak zaman içinde bir popülasyonda genetik varyasyon olması durumunda ortaya çıkabilir. Bu değişkenliğe katkıda bulunan bir mekanizma gen akışı, genetik varyantların popülasyonlar arasında aktarılmasıdır. Gen akışı organizmalar bir popülasyondan diğerine geçtiğinde meydana gelir. Bazı türlerde, sadece gametler, rüzgar veya hayvanlar tarafından dağıtılan bitki poleni gibi popülasyonlar arasında hareket eder. Gen akışı yeni genetik varyantlar ekleyebilir veya bir popülasyondaki mevcut gen varyantlarının sıklığını değiştirebilir. Hayatta kalma ve üremeyi geliştiren özellikleri sürekli olarak destekleyen doğal seleksiyonun aksine, gen akışı uyarlanabilir özelliklerin oluşmasını artırabilir veya azaltabilir. Örneğin, göç eden sivrisinekler, insektisitlere direnç kazandıran bir gen varyantı veya aleli yayabilir. Böylece, yeni aleli olan sivrisinekler hayatta kalır ve daha başarılı bir şekilde çoğalır. Öte yandan, büyük baştankaraların Vlieland adasına göç etmesi, gen akışının nasıl zararlı olabileceğini göstermektedir. Anakaradaki göçmen kuşlar daha büyük yumurta boyutları için genlere sahipken, adadaki kuşlar daha küçük yumurta boyutları için seleksiyon yaşarlar. Göçün üç kat daha yüksek olduğu merkezi Vlieland’da, Baştankara popülasyonu daha az göç yaşayan doğu Vlieland’a göre daha düşük bir hayatta kalma oranına sahiptir. Zamanla, gen akışı popülasyonlar arasındaki genetik farklılıkları azaltma eğilimindedir ve bazen ortak bir gen havuzuna yol açar. Bununla birlikte, gen akışı kısıtlandığında, genetik farklılıklar zamanla çoğaltılır. Milyonlarca yıl önce, azalan okyanus seviyeleri, Kuzey ve Güney Amerika’yı birbirine bağlayan Panama kara bağlantısını oluşturdu. Sonuç, melezlenen deniz popülasyonlarının ayrılmasıydı. Kara bağlantısının her iki yanındaki nüfuslar kendi aralarında üremeye devam ettiler, ancak birbirleriyle değil. Ayrılan popülasyonlarda farklı, rastgele mutasyonlar ortaya çıktı ve çevresel koşullar doğal olarak farklı özelliklerin seçilmesine neden oldu. Sonunda, genetik farklılıklar üreme özelliklerinde ortaya çıktı ve yakınlıktan bağımsız olarak artık melezlenemeyen farklı türler üretti. Bu nedenle, gen akışı, hem bireysel popülasyonların genetik çeşitliliğini artırabilen hem de genetik farklılıkları kısıtlayabilen güçlü bir evrim mekanizmasıdır.

32.5:

Gen Akışı

Gen akışı, gametlerin dağılmasından ya da bireylerin göçünden kaynaklanan genlerin popülasyonlar arasında aktarılmasıdır.

Bu olgu tüm organizmalarda önemli bir evrimsel rol oynar ve gen akışı oranlarına bağlı olarak, mekanizma ya genetik çeşitliliği tetikler ya da popülasyonlar arasında genetik homojenlik oluşturur. Gen akış hızı düşük olduğunda, bir popülasyona yeni alellerin girmesi genetik çeşitlilik oluşturur. Öte yandan, gen akışının yüksek oranda popülasyonlar arasındaki genetik varyasyonu azaltır, homojenlik artan.

Hareketlilik popülasyonlar arasındaki gen akışını etkileyen kritik bir faktördür. Daha fazla mobil organizmanın göç yoluyla gen akışına katkıda olma şansı daha yüksektir. Bitkiler gibi sedanter organizmalar da hayvanlar veya rüzgar tarafından uzak mesafelere taşınan polen ve tohumları yoluyla gen akışını kolaylaştırabilir. Ancak, göçün kendisi her zaman gen akışını garanti etmez ve bu duruma yerleşik ve göçmen bireyler arasında gen veya genetik malzeme alışverişinin eşlik etmesi gerekir.

Fiziksel ve üreme engelleri gen akışını engelleyebilir. Örneğin, allopatrik türleşme, coğrafi engeller aynı türün popülasyonlarını izole ettiğinde ve gen akışını kısıtladığında ortaya çıkar. Bu engeller kaldırıldığında, eğer popülasyonlar ayrılırken yeterince ayrıldıysa, artık başka bir popülasyonun bir üyesiyle yaşayabilir yavrular üretemezlerse, ayrı türler olarak sınıflandırılabilirler.

İnsan destekli gen akışı genetik kurtarmada yardımcı olabilir. Küçük popülasyonlarda yüksek akrabalık oranı çeşitliliği azaltır, sağlığı azaltır ve yok olma riskini artırır. İlgisiz bireylerin veya organizmaların insan müdahalesi yoluyla tanıtılması, akrabalık derecesini azaltabilir, çeşitliliği artırabilir ve böylece genel sağlığı artırabilir.

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]