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Wege zur Auseinanderentwicklung von Populationen

Autor: Erich Willems Mi, 25.01.2012 - 20:26; Zuletzt bearbeitet am: So, 16.09.2012 - 14:03
Quelle: Fachpublikationen
FAQ: 
ja

Wege zur Auseinanderentwicklung von Populationen

Trennt sich ein Genpool in zwei auf, das heißt es besteht ein zumindest reduzierter Genfluss zwischen ihnen,
so kommt es zwangsläufig zur Auseinanderentwicklung beider Populationen.

Daran wirken z.B. folgende Effekte mit:

  • Selektion:
    Allele, die einen positiven Effekt auf die Kopierrate ihres Gens haben werden im Genpool häufiger, während Allele, die negativ auf die Kopierrate ihres Gens einwirken seltener werden. Dies resultiert in einer besseren Angepasstheit des Genpools.
  • Drift:
    Viele Mutationen erzeugen Allele, die in der mutierten Generation und möglicherweise auch in späteren mehr oder weniger neutral auf die Kopierrate des betroffenen Gens wirken. Die Häufigkeitsänderungen solcher Allele folgen daher einem Zufallsprinzip. Die Wahrscheinlichkeit in dieser Situation, dass sich ein neues Allel für ein Gen G in einer Population fixiert, also reinerbig wird, ist umgekehrt proportional zur Anzahl der Gene G in diesem Genpool (~ 1/N). Je größer eine Population ist, je stabiler ist sie somit gegen diese zufallsgetriebenen Drift-Effekte und umgekehrt, je kleiner sie ist, je mehr wird die Entwicklung des Genpools durch Drifteffekte bestimmt. (Spezialfall: Gründereffekt, eine kleine Stichprobe startet eine neue Population)

    Quergedanke: Es gibt keinen Grund anzunehmen, dass Allele, die einige Zeit neutral auf die Kopierrate des Gens wirkten, dies für immer tun müssten. Irgendwann mag durch die Wechselwirkung mit anderen Genen die bisher neutral wirkende Allel-Sequenz einen Fittnesseffekt erhalten und so die stille Ecke der Neutralität verlassen.
    Genauso bedeutet diese Neutralität natürlich nicht, dass das Gen selbst grundsätzlich keine selektiv wirkende Funktion hätte. Es bedeutet nur, dass in der jeweiligen Generation die (neu mutierten) Allele selektiv gleichwertig zu anderen Allelen des Gens im Genpool sind.

  • Surf-Effekt:
    Dies ist ein Spezialfall des Drift-Effektes. Gesetzt den Fall, eine Population ist gerade in einer schnellen räumliche Ausbreitungsbewegung, so "laufen" die Individuen der Ausbreitungsfront dem Kern der Population quasi davon. Dies bewirkt einen reduzierten Allelaustausch zwischen der Hauptmasse (Kern) der Population und den Individuen der Ausbreitungsfront. Dadurch bildet die Frontwelle eine relativ isolierte Population mit einer deutlich kleineren Individuenzahl. In Folge dessen können sich selektionsneutrale Mutationen in dieser Frontwelle leichter und häufiger fixieren als im zurückbleibenden Hauptteil der Population. Die Änderung des Genpools dieser Frontwelle läuft also schneller ab als im Hauptteil. Während der quasi stationäre große Hauptteil also relativ resistent gegen Driftändeungen ist, sammelt die Frontwelle mit recht hoher Geschwindigkeit immer mehr genetische Unterschiede zur Kernpopulation an. Quelle: Perönliche Interpretation bzw. Meinungsäußerung Auf diese Weise dürften also r-Strategen in den Phasen nach Populationszusammenbrüchen, den Phasen des exponentiellen Wachstums sehr schnell wieder einen hohen Allelreichtum aufbauen. Bei ausreichend schnell vordringender Frontwelle dürfte die Kleinheit der wirkenden Frontpopulation den Drifteffekten sogar über nicht zu starke Selektionseffekte dominieren lassen. Das dürfte die Möglichkeit eröffnen in solchen Phasen sehr schnell zu diversifizieren ⇒ Phasen auffällig schneller Evolution könnten so getrieben werden.

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