Efect de gât de sticlă

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 23 decembrie 2020; verificările necesită 8 modificări .

Efectul „gât de sticlă”  este o reducere a fondului genetic (adică a diversității genetice ) a unei populații ca urmare a trecerii unei perioade în care, din diverse motive, are loc o scădere critică a numărului acesteia, restabilită ulterior. Reducerea diversității genetice duce la o modificare a frecvențelor relative și absolute ale alelelor genelor, astfel încât acest efect este considerat printre factorii de evoluție .

Perioade din istoria populației

  1. Inițial , populația are o mare diversitate genetică, datorită numărului său mare, condițiilor de mediu favorabile și arii extinse .
  2. Populația se stinge, numărul ei se reduce la câțiva indivizi. Baza genetică este epuizată. O scădere a dimensiunii populației poate apărea periodic (datorită debutului anual al unui sezon nefavorabil pentru menținerea dimensiunii populației) sau la un moment dat - ca urmare a catastrofelor.
  3. Populația crește din nou, dar diversitatea genetică nu este restabilită. Condiţiile sunt create pentru variaţia aleatorie a frecvenţelor alelelor într-o deplasare a genei populaţiei . De asemenea, populațiile mici sunt predispuse la consangvinizare .

Afișare vizuală

Numele „efect de gât de sticlă” demonstrează în mod clar unul dintre modurile în care este afișată dimensiunea populației. Dacă înfățișăm schematic dimensiunea populației la un moment dat ca o bandă orizontală sau elipsă și numărul în momentele ulterioare - în același mod, dar proporțional mai sus deasupra primei imagini, atunci cazurile de scădere bruscă a numărului vor arăta ca îngustarea imaginii în partea superioară, care este grafic similar cu gâtul unei sticle.

Efectul de blocaj în populațiile reale

Trecerea prin „gâtul de sticlă” este tipică pentru populațiile multor specii de insecte , care își reduc drastic numărul în perioada toamnă-primăvară. În special, populațiile de Drosophila melanogaster din Rusia și din țările învecinate își reduc drastic numărul iarna și își refac anual dimensiunea vara. Astfel de reduceri ale populației conduc la schimbări semnificative ale frecvențelor markerilor genetici studiați [1] . În cazul restabilirii numărului de specii care au fost pe cale de dispariție, se constată și o scădere a diversității genetice din cauza efectului de blocaj.

An Populația
de zimbri americani
înainte de 1492 60.000.000 de persoane
1890 750 de persoane
2000 360.000 de persoane

Un exemplu clasic de efect în acțiune este populația de gheparzi . Folosind metode moderne de analiză genetică, s-a constatat că gheparzii au o diversitate genetică foarte mică (se presupune că doar o pereche de indivizi a supraviețuit ca urmare a unui fel de catastrofe). Lipsa diversității genetice a pus această specie în pragul dispariției. În prezent, numărul de gheparzi continuă să scadă și are mai puțin de 20 de mii de indivizi. Efectul de blocaj a afectat viabilitatea întregii specii: gheparzii au o sensibilitate crescută la boli și diverse abateri care conduc la scăderea fertilităţii [2] .

Un exemplu modern al efectului de blocaj este populația saiga . Numărul de saiga a scăzut cu 95% de la aproximativ 1 milion în 1990 la mai puțin de 30.000 în 2004 , în principal din cauza braconajului pentru medicina tradițională chineză [3] .

Populația umană

Conform datelor publicate în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences , în urmă cu aproximativ 1,2 milioane de ani, populația umană a scăzut la 18,5 mii de oameni (conform altor estimări - până la 26 de mii de oameni) [4] [5] .

În 2008, The American Journal of Human Genetics sugera că în urmă cu aproximativ 75.000 de ani [6] după erupția supervulcanului Toba , populația umană a fost redusă la 2 mii de oameni [7] [8] . S-a sugerat că din populația africană de oameni, ancestrală întregii omeniri, aproximativ 10 mii de oameni au supraviețuit acestui eveniment [9] [10] .

Pe baza analizei cromozomilor Y , oamenii de știință de la Universitatea Stanford au mai descoperit că populația umană a trecut printr-un alt „gât de sticlă” în jurul anilor 5000-3000 î.Hr. [11] .

Insula Pingelap ( Statele Federate ale Microneziei ) se remarcă prin faptul că o mare parte a locuitorilor săi suferă de daltonism total . Acest lucru este atribuit efectului de blocaj: după taifunul catastrofal din 1775 și foametea care a urmat, doar aproximativ 20 de oameni au supraviețuit pe insulă, iar unul dintre ei a fost purtător al genei corespunzătoare [12] [13] .

În tehnologie

Se folosește pentru creșterea monocristalelor prin metoda de topire a zonei: se face o îngustare pe cristal, prin care o proporție mică de cristalite crește din cauza competiției dintre cristalite. Repetând de mai multe ori, se poate asigura că rămâne un singur cristalit, obținându-se astfel un singur cristal.

Vezi și

Note

  1. ↑ Golubovsky M. D., Ivanov Yu . 1974. V. 10. Nr. 4. S. 72-83.
  2. ↑ Morton Jenkins „101 idei cheie: Evoluție”, M., FAIR-PRESS, 2001, p. 225-227 , ISBN 5-8183-0354-3 .
  3. ↑ Saga saiga  .
  4. ↑ Lucky (Umanitatea a fost pe cale de dispariție de mai multe ori)
  5. ↑ Oamenii au fost cândva o specie pe cale de dispariție
  6. ↑ Christine S. Lane , Ben T. Chorn , Thomas C. Johnson . Cenușa de la supraerupția Toba din Lacul Malawi nu arată nicio iarnă vulcanică în Africa de Est la 75 ka // PNAS 29 aprilie 2013
  7. ↑ Zorii diversității matrilineale umane
  8. ↑ Blocajele populației și evoluția umană din Pleistocen
  9. ↑ „Toba nu a lovit „gâtul sticlei” omenirii...”. (Mai 2013)
  10. ↑ Christine S. Lane , Ben T. Chorn , Thomas C. Johnson . (2013). „Cenusa de la supraerupția Toba din Lacul Malawi nu arată nicio iarnă vulcanică în Africa de Est la 75 ka”
  11. ↑ S-a explicat extincția misterioasă a bărbaților.
  12. ↑ Morton, N.E.; Hussels, IE; Lew, R.; Little, G. F. (1972). „Atolii Pingelap și Mokil: genetică istorică” . Jurnalul American de Genetică Umană . 24 (3): 277-289. PMC  1762283 . PMID  4537352 .
  13. ↑ Hussels, IE; Mortons, N. E. (1972). „Atolii Pingelap și Mokil: acromatopsie” . Jurnalul American de Genetică Umană . 24 (3): 304-309. PMC  1762260 . PMID  4555088 .

Literatură

  1. Kaidanov L. Z. Genetica populațiilor. - M .: Şcoala superioară, 1996. - 320 p.