Deriva genética


La deriva genética ( deriva alélica o efecto Sewall Wright ) [1] es el cambio en la frecuencia de una variante genética existente ( alelo ) en una población debido a un muestreo aleatorio de organismos. [2] Los alelos en la descendencia son una muestra de los de los padres, y el azar tiene un papel en la determinación de si un individuo determinado sobrevive y se reproduce. La frecuencia alélica de una población es la fracción de las copias de un gen que comparten una forma particular. [3]

La deriva genética puede hacer que las variantes genéticas desaparezcan por completo y, por lo tanto, reducir la variación genética . [4] También puede hacer que los alelos inicialmente raros se vuelvan mucho más frecuentes e incluso fijos.

Cuando existen pocas copias de un alelo, el efecto de la deriva genética es mayor, y cuando existen muchas copias, el efecto es menor. A mediados del siglo XX, se produjeron intensos debates sobre la importancia relativa de la selección natural frente a los procesos neutrales, incluida la deriva genética. Ronald Fisher , quien explicó la selección natural utilizando la genética mendeliana , [5] sostuvo la opinión de que la deriva genética juega, como máximo, un papel menor en la evolución , y esta siguió siendo la opinión dominante durante varias décadas. En 1968, el genetista de poblaciones Motoo Kimura reavivó el debate con su teoría neutral de la evolución molecular., que afirma que la mayoría de los casos en los que un cambio genético se propaga a través de una población (aunque no necesariamente cambios en los fenotipos ) son causados ​​por la deriva genética que actúa sobre mutaciones neutrales . [6] [7]

El proceso de deriva genética se puede ilustrar usando 20 canicas en un frasco para representar 20 organismos en una población. [8]Considere este frasco de canicas como la población inicial. La mitad de las canicas en el frasco son rojas y la otra mitad azules, y cada color corresponde a un alelo diferente de un gen en la población. En cada nueva generación, los organismos se reproducen al azar. Para representar esta reproducción, selecciona al azar una canica del frasco original y deposita una nueva canica del mismo color en un nuevo frasco. Esta es la "descendencia" de la canica original, lo que significa que la canica original permanece en su frasco. Repita este proceso hasta que haya 20 canicas nuevas en el segundo frasco. El segundo frasco ahora contendrá 20 "descendencia", o canicas de varios colores. A menos que el segundo frasco contenga exactamente 10 canicas rojas y 10 canicas azules, se ha producido un cambio aleatorio en las frecuencias alélicas.

Si este proceso se repite varias veces, el número de canicas rojas y azules recogidas en cada generación fluctúa. A veces, un frasco tiene más canicas rojas que su frasco "principal" y, a veces, más azules. Esta fluctuación es análoga a la deriva genética: un cambio en la frecuencia de alelos de la población que resulta de una variación aleatoria en la distribución de alelos de una generación a la siguiente.

En cualquier generación, no se pueden elegir canicas de un color en particular, lo que significa que no tienen descendencia. En este ejemplo, si no se seleccionan canicas rojas, el frasco que representa la nueva generación contiene solo descendencia azul. Si esto sucede, el alelo rojo se ha perdido permanentemente en la población, mientras que el alelo azul restante se ha vuelto fijo: ; todas las generaciones futuras son enteramente azules. En poblaciones pequeñas, la fijación puede ocurrir en unas pocas generaciones.


En esta simulación, cada punto negro en una canica significa que ha sido elegida para copiar (reproducir) una vez. la fijación en el "alelo" azul ocurre dentro de cinco generaciones.
Diez simulaciones de deriva genética aleatoria de un solo alelo dado con una distribución de frecuencia inicial de 0,5 medidas a lo largo de 50 generaciones, repetidas en tres poblaciones reproductivamente sincrónicas de diferentes tamaños. En estas simulaciones, los alelos se pierden o fijan (frecuencia de 0,0 o 1,0) solo en la población más pequeña.
Cambios en la frecuencia alélica de una población después de un cuello de botella poblacional : la disminución rápida y radical del tamaño de la población ha reducido la variación genética de la población .
Cuando muy pocos miembros de una población migran para formar una nueva población separada, se produce el efecto fundador. Durante un período posterior a la fundación, la pequeña población experimenta una intensa deriva. En la figura, esto da como resultado la fijación del alelo rojo.