סחף גנטי

הדמיה של השפעת הסחף הגנטי על תדירותם של 20 אללים באוכלוסיות המונות 10 פרטים (גרף עליון) ו-100 פרטים (גרף תחתון). ניתן לראות כי ככל שגודל האוכלוסייה קטן יותר, כך השפעת הסחף הגנטי משמעותית יותר והאללים מגיעים לקיבוע (תדירות של 0 או של 1) תוך זמן קצר יותר.

סחף גנטי, בדומה לברירה הטבעית, הינו תהליך המשנה את המטען התורשתי של האוכלוסייה. אולם, בניגוד לברירה הטבעית, הסחף הגנטי פועל רק באוכלוסיות קטנות והוא אינו קשור להתאמת המטען הגנטי של הפרט אל הסביבה. סחף גנטי פועל בשל האקראיות קיימת בתהליך התורשה עבור רבייה מינית, והוא אינו מתבטא באוכלוסיות גדולות אלא רק באוכלוסיות קטנות בשל החוק החלש של המספרים הגדולים שבתורת ההסתברות.

מנגנון הסחף הגנטי

סחף גנטי הוא שוני אקראי ומשמעותי בתדירות האללים בין דור לדור. סחף גנטי קורה כמעט ורק באוכלוסיות קטנות. זאת משום, שהחוק החלש של המספרים הגדולים קובע, שבמדגמים קטנים יש סיכוי טוב, שתהליכים שווי הסתברות, כמו הורשת כל אחד משני אללים שווי תפוצה, לא יתרחשו במספר דומה של מקרים. לדוגמה: באוכלוסייה אנושית קטנה של 10 משפחות עם תפוצה שווה של אלל לעיניים כחולות ואלל לעיניים חומות, לדור ההורים יש סיכוי טוב להוריש במקרה יותר אללים לעיניים כחולות לדור הבנים. זאת בניגוד אוכלוסייה אנושית בת 10,000 משפחות שבה הסיכוי להורשה לא שווה של שני האללים הוא אפסי. סחף גנטי לעיניים כחולות היה בעדה הדרוזית (בראשית דרכה).

אפקט המייסד

אפקט המייסד, או תוצא המייסדים, הוא מקרה של סחף גנטי שנגרם בהגירה וייסוד אוכלוסייה חדשה. במצב זה אללים מסוימים משנים את תפוצתם ביחס לזו שהייתה להם באוכלוסיית האם משום שבקבוצת המהגרים הקטנה שייסדה את אוכלוסיית הבת הם היו במקרה בעלי תפוצה לא שגרתית. לדוגמה, לפני גילוי אמריקה על ידי קולומבוס, היו כל תושבי אמריקה בעלי סוג דם O, בניגוד לשאר אוכלוסיות העולם שהיו להם סוגי דם נוספים. ייתכן שהדבר נבע מכך שלמהגרים הראשונים לאמריקה היה במקרה סוג דם O.

אפקט המייסד דמויי צוואר בקבוק

מקרה המתרחש כאשר רוב אוכלוסיית המין נכחדת במאורע הכחדה פתאומי שאחריו הסביבה והברירה הטבעית חוזרות להיות דומות לאלה שלפני מאורע ההכחדה. באוכלוסייה הקטנה ששורדת את אותו מאורע יכולות להיות שכיחויות אללים שונות לחלוטין מאלה שבאוכלוסייה המקורית, והאוכלוסייה השורדת נתונה כעת להשפעתם של תהליכים אקראיים. תהליכים אלה זהים באופן עקרוני לאלה המתוארים באפקט המייסד.

צוואר בקבוק

צוואר בקבוק הוא מקרה קיצוני של סחף גנטי שמופיע באוכלוסייה שהולכת ומתמעטת מדור לדור ועומדת להיכחד. (במצב קיצוני יותר עשויות אוכלוסיות שונות של מין שהולך ונכחד לעבור תהליכים כאלה במקביל). מקרה זה הוא קיצוני כי הוא משלב מצד אחד תהליכי סחף גנטי באוכלוסייה קטנה ומצד שני ברירה טבעית חריפה. בתהליך כזה מואצים שינויים אבולוציוניים נרחבים ויש סיכוי גבוה מהרגיל להיווצרות מין טקסונומי חדש.

חוקרי האבולוציה סבורים כי המין האנושי המודרני (הומו סאפיינס) נוצר כך באפריקה של תחילת תקופת הקרח. אחת העדויות לזה היא שה-DNA המיטוכונדריאלי של כל בני האדם מעיד שיש להם אם משותפת. חוקרי האבולוציה קוראים לאם זו "חוה המיטוכונדרית" בהשראת ספר בראשית.

התוצאות של הסחף הגנטי

שתי התוצאות של תהליכי הסחף הגנטי הן:

• קיבוע אקראי של אללים – כאשר נוצרת אוכלוסייה קטנה מכל סיבה שהיא, שכיחויות האללים השונים בה עבור כל גן, יכולות להיות שונות לגמרי מזו שבאוכלוסייה המקורית. יתרה מכך, כל עוד האוכלוסייה קטנה מתקבעים אללים באופן אקראי ללא קשר למידת התועלת או הנזק שהם מביאים (למעט מקרים של אללים קטלניים)
• איבוד הטרוזיגוטיות – ככל שאללים מסוימים נוטים לעבור קיבוע או הכחדה באוכלוסייה, מספרם של הפרטים ההטרוזיגוטיים קטן. תוצאה זאת עלולה לחשוף מוטציות רצסיביות מזיקות אשר לפני כן לא התבטאו בפרטים שהיו הטרוזיגוטיים עבור אותה תכונה – מצב שעלול לגרום לנזקים כבדים באוכלוסיית המין.

קישורים חיצוניים

• יהודה בלו, האם ברירה טבעית היא הכוח היחיד המניע את האבולוציה?, באתר "רשימות מן התיבה הלבנה", 18 בנובמבר 2006