19.2א: וריאציה גנטית

Last updated
Save as PDF

Page ID: 210360

Boundless
Boundless

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

וריאציה גנטית היא מדד לשונות הקיימת במבנה הגנטי של פרטים בתוך האוכלוסייה.

מטרות למידה

להעריך את הדרכים שבהן השונות הגנטית משפיעה על התפתחות האוכלוסיות

נקודות מפתח

שונות גנטית היא כוח חשוב באבולוציה מכיוון שהיא מאפשרת לברירה הטבעית להגדיל או להקטין את תדירות האללים שכבר נמצאים באוכלוסייה.
שונות גנטית יכולה להיגרם על ידי מוטציה (שיכולה ליצור אללים חדשים לגמרי באוכלוסייה), הזדווגות אקראית, הפריה אקראית ושילוב מחדש בין כרומוזומים הומולוגיים במהלך המיוזה (מה שמערבב מחדש אללים בתוך צאצאי האורגניזם).
שונות גנטית מועילה לאוכלוסייה מכיוון שהיא מאפשרת לאנשים מסוימים להסתגל לסביבה תוך שמירה על הישרדות האוכלוסייה.

מונחי מפתח

גיוון גנטי: רמת המגוון הביולוגי, מתייחסת למספר הכולל של המאפיינים הגנטיים במבנה הגנטי של מין
מעבר: חילופי חומר גנטי בין כרומוזומים הומולוגיים המביאים לכרומוזומים רקומביננטיים
וריאציה פנוטיפית: וריאציה (עקב וריאציה גנטית תורשתית בסיסית); תנאי מוקדם בסיסי לאבולוציה על ידי הברירה הטבעית
וריאציה גנטית: שונות באללים של גנים המתרחשת הן בתוך והן בקרב אוכלוסיות

וריאציה גנטית

שונות גנטית היא מדד להבדלים הגנטיים הקיימים בתוך אוכלוסייה. השונות הגנטית של מין שלם נקראת לעתים קרובות מגוון גנטי. וריאציות גנטיות הן ההבדלים בקטעי DNA או בגנים בין פרטים וכל וריאציה של גן נקראת אללה. לדוגמה, לאוכלוסייה עם אללים רבים ושונים בלוקוס כרומוזום בודד יש כמות גבוהה של שונות גנטית. שונות גנטית חיונית לברירה הטבעית מכיוון שהברירה הטבעית יכולה רק להגדיל או להקטין את תדירות האללים שכבר קיימים באוכלוסייה.

וריאציה גנטית נגרמת על ידי:

מוטציה
הזדווגות אקראית בין אורגניזמים
הפריה אקראית
מעבר (או רקומבינציה) בין כרומטידות של כרומוזומים הומולוגיים במהלך מיוזה

שלושת הגורמים האחרונים מערבבים מחדש אללים בתוך אוכלוסייה, ומעניקים שילובי צאצאים השונים מהוריהם ומאחרים.

דמות — איור\(\PageIndex{1}\): שונות גנטית בקליפות של Donax variabilis: כמות עצומה של וריאציה פנוטיפית קיימת בקליפות של Donax varabilis, הידועה גם בשם רכיכת הקוקינה. וריאציה פנוטיפית זו נובעת לפחות בחלקה משונות גנטית בתוך אוכלוסיית הקוקינה.

אבולוציה והתאמה לסביבה

וריאציה מאפשרת לאנשים מסוימים בתוך אוכלוסייה להסתגל לסביבה המשתנה. מכיוון שהברירה הטבעית פועלת ישירות רק על פנוטיפים, וריאציה גנטית יותר בתוך אוכלוסייה מאפשרת בדרך כלל וריאציה פנוטיפית יותר. כמה אללים חדשים מגבירים את יכולתו של אורגניזם לשרוד ולהתרבות, מה שמבטיח לאחר מכן את הישרדות האלל באוכלוסייה. אללים חדשים אחרים עלולים להזיק באופן מיידי (כגון חלבון נושא חמצן פגום) ואורגניזמים הנושאים את המוטציות החדשות הללו ימותו. אללים ניטרליים אינם נבחרים בעד ולא נגד ובדרך כלל נשארים באוכלוסייה. וריאציה גנטית היא יתרון מכיוון שהיא מאפשרת לאנשים מסוימים, ולכן לאוכלוסייה, לשרוד למרות סביבה משתנה.

וריאציה גיאוגרפית

מינים מסוימים מציגים שונות גיאוגרפית כמו גם שונות בתוך אוכלוסייה. שונות גיאוגרפית, או ההבחנות במבנה הגנטי של אוכלוסיות שונות, מתרחשת לעתים קרובות כאשר אוכלוסיות מופרדות גיאוגרפית על ידי מחסומים סביבתיים או כאשר הן נמצאות בלחץ בחירה מסביבה אחרת. דוגמה אחת לשונות גיאוגרפית היא קלינים: שינויים מדורגים בתו לאורך ציר גיאוגרפי.

מקורות לשונות גנטית

שכפול גנים, מוטציה או תהליכים אחרים יכולים לייצר גנים ואללים חדשים ולהגביר את השונות הגנטית. שונות גנטית חדשה יכולה להיווצר בתוך דורות באוכלוסייה, כך שלאוכלוסייה עם שיעורי רבייה מהירים תהיה כנראה שונות גנטית גבוהה. עם זאת, ניתן לסדר גנים קיימים בדרכים חדשות החל ממעבר כרומוזומלי ושילוב מחדש ברבייה מינית. בסך הכל, המקורות העיקריים לשונות גנטית הם היווצרות אללים חדשים, שינוי מספר הגנים או מיקומם, רבייה מהירה ורבייה מינית.