Dobór stabilizujący
Selekcja równoważąca odnosi się do procesów selektywnych, dzięki którym różne allele (różne wersje genu) są utrzymywane w puli genowej populacji z częstotliwością wyższą niż w przypadku mutacji genu.
Dzieje się tak zazwyczaj wtedy, gdy heterozygota dla danego genu ma wyższą względną sprawność niż homozygota. W ten sposób polimorfizm genetyczny jest zachowany.
Dowody na równoważącą się selekcję można znaleźć w liczbie alleli w populacji, które są utrzymywane powyżej częstotliwości mutacji. Wszystkie współczesne badania wykazały, że ta znacząca zmienność genetyczna jest powszechna w populacjach panmikularnych. Z doświadczeń Darwina, Wallace'a i innych wynika, że naturalne populacje żyjące na wolności są niezwykle zróżnicowane. Kolekcje muzealne pojedynczych gatunków opowiadają tę samą historię.
Istnieje kilka sposobów równoważenia selekcji w celu utrzymania polimorfizmu. Dwa główne i najczęściej badane to przewaga heterozygoty i selekcja zależna od częstotliwości.
Mechanizmy selekcji równoważącej
Przewaga heterozygoty
W przypadku przewagi heterozygoty, czyli heterotycznej selekcji równoważącej, osobnik heterozygotyczny w danym locus genowym ma większą sprawność niż osobnik homozygotyczny. Polimorfizmy utrzymywane przez ten mechanizm są polimorfizmami zrównoważonymi.
Dobrze zbadanym przypadkiem jest anemia sierpowata u ludzi, choroba dziedziczna, która uszkadza czerwone krwinki. Anemia sierpowata jest spowodowana odziedziczeniem wariantu genu hemoglobiny (HgbS) od obojga rodziców. U tych osób hemoglobina w czerwonych krwinkach jest bardzo wrażliwa na niedobór tlenu, co powoduje skrócenie długości życia.
Osoba, która odziedziczyła gen sierpowatości od jednego z rodziców i normalny gen hemoglobiny (HgbA) od drugiego, ma normalną długość życia. Heterozygota jest odporna na pasożyta malarycznego, który zabija wiele osób każdego roku. Częstotliwość heterozygoty jest utrzymywana na wysokim poziomie z powodu ostrej selekcji przeciwko obu homozygotom.
Heterozygota ma trwałą przewagę (wyższą kondycję) wszędzie tam, gdzie występuje malaria.
Wybór zależny od częstotliwości
Selekcja zależna od częstości występowania występuje wtedy, gdy sprawność fenotypu zależy od jego częstości występowania.
W selekcji pozytywnej, zależnej od częstości występowania, sprawność fenotypu wzrasta, gdy staje się on bardziej powszechny. W przypadku negatywnej selekcji zależnej od częstotliwości, sprawność fenotypu wzrasta, gdy staje się on mniej powszechny. Na przykład, w przypadku przełączania ofiar, rzadkie morfy ofiar są lepsze, ponieważ drapieżniki koncentrują się na częstszych morfach.
Sprawność fizyczna zmienia się w czasie i przestrzeni
Zdolność genotypu może się znacznie różnić między stadiami larwalnymi i dorosłymi lub między częściami siedliska.
Działania selekcyjne na różnych poziomach
Zdolność genotypu może zależeć od zdolności innych genotypów w populacji: obejmuje to wiele naturalnych sytuacji, w których najlepsza rzecz do zrobienia (z punktu widzenia przetrwania i reprodukcji) zależy od tego, co inni członkowie populacji robią w tym czasie.
Krwinki czerwone o sierpowatym kształcie. Ten nieśmiertelny stan u heterozygot jest utrzymywany przez selekcję równoważącą u ludzi z Afryki i Indii ze względu na odporność na pasożyta malarii.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest selekcja bilansująca?
O: Selekcja równoważąca to proces, dzięki któremu w puli genów danej populacji utrzymują się różne allele z częstotliwością wyższą niż w przypadku mutacji genów.
P: Dlaczego dochodzi do selekcji równoważącej?
O: Selekcja równoważąca zachodzi wtedy, gdy heterozygota dla danego genu ma wyższą względną sprawność niż homozygota.
P: Co to jest polimorfizm genetyczny?
O: Polimorfizm genetyczny oznacza występowanie w populacji różnych form danej cechy, np. różnych alleli.
P: Jak można znaleźć dowody na istnienie selekcji równoważącej?
O: Dowodem na istnienie selekcji równoważącej może być liczba alleli w populacji, które utrzymują się powyżej częstotliwości mutacji.
P: Czy zmienność genetyczna jest powszechna w populacjach panmicznych?
O: Tak, wszystkie współczesne badania wykazały, że znaczna zmienność genetyczna jest powszechna w populacjach panmickich.
P: Jakie są doświadczenia Darwina i Wallace'a dotyczące populacji naturalnych?
O: Darwin, Wallace i inni badacze zauważyli, że naturalne populacje w środowisku naturalnym są niezwykle zróżnicowane.
P: Jakie są dwa główne sposoby, dzięki którym dobór równoważący działa w celu utrzymania polimorfizmu?
O: Dwa główne sposoby, dzięki którym selekcja równoważąca utrzymuje polimorfizm, to przewaga heterozygoty i selekcja zależna od częstotliwości.
