Kiegyensúlyozó szelekció
A kiegyensúlyozó szelekció olyan szelekciós folyamatokra utal, amelyek révén a különböző allélok (egy gén különböző változatai) a génmutáció gyakoriságát meghaladó gyakorisággal maradnak meg egy populáció génkészletében.
Ez általában akkor fordul elő, ha egy gén heterozigóta génje magasabb relatív fitneszértékkel rendelkezik, mint a homozigóta. Ily módon a genetikai polimorfizmus konzerválódik.
A kiegyenlítő szelekció bizonyítéka a populációban a mutációs gyakoriság felett megtartott allélok száma. Minden modern kutatás kimutatta, hogy ez a jelentős genetikai variáció gyakori a pánmiktikus populációkban. Darwin, Wallace és mások terepi tapasztalata, hogy a vadon élő természetes populációk rendkívül változatosak. Az egyes fajok múzeumi gyűjteményei ugyanezt a történetet mesélik el.
A kiegyensúlyozó szelekció többféleképpen működik a polimorfizmus fenntartása érdekében. A két legfontosabb és legtöbbet vizsgált módszer a heterozigóta előny és a frekvenciafüggő szelekció.
A kiegyensúlyozó szelekció mechanizmusai
Heterozigóta előny
A heterozigóta előny, vagy heterotikus kiegyensúlyozó szelekció során egy adott génlokuszon heterozigóta egyed nagyobb fitnesszel rendelkezik, mint egy homozigóta egyed. Az ilyen mechanizmus által fenntartott polimorfizmusok kiegyensúlyozott polimorfizmusok.
Jól tanulmányozott eset az embereknél a sarlósejtes vérszegénység, egy örökletes betegség, amely károsítja a vörösvértesteket. A sarlósejtes vérszegénységet egy variáns hemoglobin gén (HgbS) öröklése okozza mindkét szülőtől. Ezeknél az egyéneknél a vörösvértestekben lévő hemoglobin rendkívül érzékeny az oxigénhiányra, és ez rövidebb élettartamot okoz.
Az a személy, aki az egyik szülőjétől sarlósejtes gént, a másiktól pedig normális hemoglobin gént (HgbA) örököl, normális életkilátásokkal rendelkezik. A heterozigóta ellenálló a maláriás parazitával szemben, amely évente nagyszámú embert öl meg. A heterozigóta gyakoriságát a homozigóták elleni erőteljes szelekció tartja magasan.
A heterozigóta állandó előnnyel (magasabb fitnesz) rendelkezik mindenütt, ahol malária van.
Frekvenciafüggő kiválasztás
Frekvenciafüggő szelekcióról akkor beszélünk, ha egy fenotípus alkalmassága függ annak gyakoriságától.
A pozitív gyakoriságfüggő szelekcióban a fenotípus fitneszértéke nő, ahogy a fenotípus gyakoribbá válik. Negatív frekvenciafüggő szelekció esetén a fenotípus alkalmassága növekszik, ahogy a fenotípus ritkábbá válik. Például a zsákmányváltás során a zsákmány ritka morfológiái fittebbek, mivel a ragadozók a gyakoribb morfológiákra koncentrálnak.
A fittség térben és időben változik
Egy genotípus alkalmassága nagymértékben eltérhet a lárva- és a kifejlett stádiumok között, vagy egy élőhelyi terület egyes részei között.
A kiválasztás különböző szinteken történik
Egy genotípus alkalmassága függhet a populáció más genotípusainak alkalmasságától: ez számos olyan természetes helyzetet fed le, amikor a (túlélés és szaporodás szempontjából) legjobb dolog attól függ, hogy a populáció más tagjai mit tesznek az adott pillanatban.
Sarló alakú vörösvértestek. Ezt a heterozigótáknál nem halálos állapotot az afrikai és indiai emberekben a maláriás parazitával szembeni rezisztencia miatt kiegyensúlyozó szelekció tartja fenn.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a kiegyensúlyozó szelekció?
V: A kiegyensúlyozó szelekció olyan folyamat, amelynek során a különböző allélok a génmutációnál nagyobb gyakorisággal maradnak fenn egy populáció génkészletében.
K: Miért történik kiegyenlítő szelekció?
V: Kiegyensúlyozó szelekció akkor következik be, ha egy gén heterozigóta génje magasabb relatív fitneszértékkel rendelkezik, mint a homozigóta.
K: Mi a genetikai polimorfizmus?
V: A genetikai polimorfizmus egy tulajdonság különböző formáinak, például különböző alléloknak az előfordulását jelenti egy populáción belül.
K: Hogyan lehet bizonyítékot találni a kiegyensúlyozó szelekcióra?
V: A kiegyenlítő szelekció bizonyítékát a populációban a mutációs gyakoriság felett megmaradó allélok számában lehet megtalálni.
K: Gyakori a genetikai variáció a pánmiktikus populációkban?
V: Igen, minden modern kutatás kimutatta, hogy a pánmiktikus populációkban gyakori a jelentős genetikai variáció.
K: Mi Darwin és Wallace tapasztalata a természetes populációkkal kapcsolatban?
V: Darwin, Wallace és más kutatók megfigyelték, hogy a természetes populációk a természetben rendkívül változatosak.
K: Mi a két fő módja annak, ahogyan a kiegyensúlyozó szelekció a polimorfizmus fenntartása érdekében működik?
V: A kiegyensúlyozó szelekció két fő módja a polimorfizmus fenntartása érdekében a heterozigóta előny és a frekvenciafüggő szelekció.
