思维模型
遗传漂变
基因不同版本在种群中所占比例随世代发生的随机变化,在规模小、相互隔离的种群中尤其明显。
探索一下
想象不同基因版本通过随机抽取传给新的一代,没有任何版本受到偏向。结果,一个版本消失了。这种消失一定要用自然选择,也就是与遗传特征有关的生存或繁殖差异来解释吗?
随机抽样能解释这个版本的消失吗?
了解偶然因素如何改变哪些基因版本得以保留。
理解概念
理解概念
遗传漂变是指一个种群中某种基因版本所占的比例因偶然因素而发生变化,这种基因版本叫作等位基因。偶然因素可能让一个版本变得更常见,也可能让它消失;失去一个版本会减少遗传多样性。遗传漂变对规模小、相互隔离的种群影响尤其大。 想一想:当你发现某种变化时,偶然因素能否帮助解释它?
详细讲解
详细讲解
遗传漂变通过随机的偶然因素,改变等位基因的频率,也就是某种基因版本所占的比例。一个版本可能消失,使遗传多样性减少,也可能变得常见得多。它甚至可能达到“固定”状态,也就是说,在这个种群的相应基因位点上,只剩下这一个版本。这些结果都有可能发生,但并非必然。 [1]
来看一个假设的抽样例子:想象有十张卡片,代表基因拷贝,其中七张红色、三张蓝色。你每次抽出一张,记下颜色,再放回去,重复十次,用来代表新的一代。记录中两种颜色的比例可能与原来不同,甚至可能一次蓝色都没有。这个例子只是对随机抽样的简化演示,并不是来自真实种群的证据。
这个卡片例子假设每张卡片被抽中的机会相同。自然选择则是另一种机制:可遗传的差异会影响生存或繁殖,进而影响哪些基因版本传递给下一代。 [2] 突变是生物体的 DNA 序列发生改变,与已有基因版本的频率因偶然因素而变化是两回事。 [3] 仅凭频率变化,你无法判断是哪种机制导致了变化;卡片例子假设没有任何版本受到偏向,从而单独展示偶然因素的作用。
术语表强调,遗传漂变主要影响规模小、相互隔离的种群。 [1] 在卡片演示中,抽取次数越少,偶然的抽取结果对最终比例的影响就越大。不过,仅凭种群大小,你无法得出某个版本消失的具体概率,也无法判断它会在多久后消失。所提供的来源也没有依据支持这样的说法:某种生存优势一定能让一个版本达到固定状态。
再用一个组织中的假设情境作类比:一个小团队里,只有一个人在使用某种有用的工作习惯,而这个人因偶然原因离开了。即使没有人认为这种习惯无效,它也可能就此消失。这个例子说明,偶然的流失会改变留下来的东西。但工作做法并不是等位基因,这个假设类比也不是生物学证据。
研究依据
研究依据
- 美国国家人类基因组研究所(NHGRI)将遗传漂变定义为种群中某种等位基因,也就是某种基因版本,其频率发生的随机波动。所提供的摘录是术语解释,并非某项具体实证研究的结果。 [1]
- 定性范围:术语表指出,规模小、相互隔离的种群尤其容易受到遗传漂变影响,并说明它的作用有时会使某些性状变得极为常见,或使它们消失。 [1]
- 可能的结果:配套讲解说明,遗传漂变可能使已有的基因变体消失,减少遗传多样性;起初罕见的等位基因也可能变得更常见,甚至达到固定状态。这些只是可能性,并非对某个特定种群的预测。 [1]
- 加利福尼亚大学古生物博物馆从变异、繁殖成功率的差异和遗传三个方面解释自然选择。这些特点使自然选择区别于单纯的随机抽样。 [2]
- NHGRI 将突变定义为生物体的 DNA 序列发生改变,这与已有基因版本的频率发生变化不同。 [3]
适用局限
适用局限
所提供的术语表没有给出实际测得的效应大小、版本消失的概率、所需的世代数,也没有说明生存优势达到什么阈值就能保证固定。因此,它无法支持仅凭种群大小作出的数值预测。卡片例子是一个假设抽取机会均等的简化模型,团队例子则是假设性的类比,两者都不是实证证据。频率变化本身并不能确定变化的原因。
参考来源
参考来源
试一试
检验你的理解
两个彼此隔离的鸟类种群,起初拥有相同的基因版本,各版本所占的比例也相同。假设其他条件相近,哪个种群通常更容易受到偶然因素导致的遗传多样性流失的影响?
查看文章解释
答案: A 岛(50 只鸟)
本课指出,规模小、相互隔离的种群尤其容易受到遗传漂变影响。因此,在题目给定的假设下,A 岛是有依据的定性选择。这些种群数量并不能确定版本消失的确切概率或所需时间。
用组织中的假设情境作类比,以下哪种情况最像遗传漂变?假设人员离开是偶然发生的,而且这种工作做法并没有因为被认为无效而遭到弃用。
查看文章解释
答案: 唯一使用某种独特工作做法的人离开,导致这种做法失传
唯一使用这种做法的人偶然离开,导致做法消失,这与本课的类比一致。这个例子展示的是偶然因素造成的流失,并不能证明组织中的做法遵循生物遗传规律。
你正在比较基因版本频率变化的可能原因。哪项观察最直接支持自然选择的解释,而不是单凭偶然因素的解释?
查看文章解释
答案: 与另一个版本相比,某个可遗传的版本能提高生存或繁殖成功率
自然选择涉及影响生存或繁殖的可遗传差异。仅凭频率变化、某个版本在一个种群中消失,或种群规模较小,都不能说明某个版本具有这种优势。遗传漂变关注的是偶然因素导致的变化。
继续探索
为眼前的选择,再找一个有用的想法。
Reframo 的全部已发布文章均可免费阅读。准备好后,随时继续探索。