什麼是遺傳漂變

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遺傳漂變(genetic drift)由於抽樣誤差引起羣體內等位基因頻率隨機變化的現象。常發生在小羣體中,因爲抽樣誤差的大小與樣本含量的大小成反比——樣本越小,誤差越大。假定有個二倍體隨機交配羣體,等位基因A和a的頻率分別爲p和q,且爲方便起見,令p=q=1/2,則處於平衡時的基因型及其頻率爲: (1/4)AA (1/2)Aa (1/4)aa 若讓該羣體只繁殖一個後代,則該羣體提供成對雌、雄配子的可能組合(構成後代個體)和概率可用二項式表達:〔(1/2)A+(1/2)a〕2=(1/4)AA+(1/2)Aa+(1/4)aa即後代羣體由1個個體組成時,等位基因被固定(或被消失)的概率爲(1/4)+(1/4)=2(1/2)2=1/2。同理,後代羣體分別由2個、3個和n個個體組成時,等位基因被固定(或被消失)的概率分別爲2(1/2)4、2(1/2)6、和2(1/2)2n,即分別爲1/8、1/32和(1/2)2n-1。由此可知,羣體越小,等位基因頻率受到最大改變的概率就越大,或等位基因從羣體中消失的概率就越大。這種改變,當然是隨機的,只能從數量而不能從方向上預測。例如,後代羣體由1個個體組成時,等位基因被固定的概率爲1/2,但固定的方向即到底是固定A還是a,事先不能預測。遺傳漂變是推動生物進化的主要因素之一,分子進化的研究已獲證明。在生產上,它提醒我們,進行留種或引種時,羣體不要過小,尤其對異交羣體更是如此。例如,保存玉米品種資源時,常因羣體過小的抽樣誤差,會引起近交衰退的不良後果。 由於某種機會,某一等位基因頻率的羣體(尤其是在小羣體)中出現世代傳遞的波動現象稱爲遺傳漂變(genetic drift),也稱爲隨機遺傳漂變(random genetics drift)。這種波動變化導致某些等位基因的消失,另一些等位基因的固定,從而改變了羣體的遺傳結構。在大羣體中,不同基因型個體所生子女數的波動,對基因頻率不會有明顯影響。小羣體的人數少,並與總人羣相隔離,這種社會和地理因素形成的小羣體,A基因固定(A=1),而a基因人很少,a基因的人如無子女,則a基因就會較快在人羣中消失,造成此小羣體中基因頻率的隨機波動。這種漂變與羣體大小有關,羣體越小,漂變速度越快,甚至1-2代就造成某個基因的固定和另一基因的消失而改變其遺傳結構,而大羣體漂變則慢,可隨機達到遺傳平衡。一些異常基因頻率在小隔離羣體中特別高,可能是由於該羣體中中少數始祖所具有的基因,由於遺傳漂變而逐漸達到較高水平,這種現象稱爲建立者效應(founder effect)。例如,太平洋的東卡羅林島中有5%的人患先天性色盲。據調查,在18世紀末,因颱風侵襲,島上只剩30人,由他們繁殖成今天1600餘人的小羣體,這5%的色盲,可能只是最初30人建立者的某一個人是攜帶者,其基因頻率q=1/60=0.016,經若干世代的隔離繁殖,q很快上升至0.22,這就是建立者效應。

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