Tasapainottavalla valinnalla
Tasapainottavalla valinnalla tarkoitetaan valikoivia prosesseja, joiden avulla eri alleelit (geenin eri versiot) säilyvät populaation geenipoolissa geenimutaatiota suuremmilla frekvensseillä.
Näin tapahtuu yleensä silloin, kun geenin heterotsygootin suhteellinen kunto on korkeampi kuin homotsygootin. Tällä tavoin geneettinen polymorfismi säilyy.
Tasapainottavan valinnan todisteena voidaan pitää niiden alleelien lukumäärää populaatiossa, jotka säilyvät mutaatiotaajuuden yläpuolella. Kaikki nykyaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä merkittävä geneettinen vaihtelu on yleistä panmiktorisissa populaatioissa. Darwinin, Wallacen ja muiden kenttäkokemusten mukaan luonnonvaraiset populaatiot ovat poikkeuksellisen vaihtelevia. Yksittäisten lajien museokokoelmat kertovat samaa tarinaa.
Tasapainottavalla valinnalla on useita tapoja ylläpitää polymorfismia. Kaksi tärkeintä ja eniten tutkittua ovat heterotsygoottien etu ja taajuudesta riippuva valinta.
Tasapainottavan valinnan mekanismit
Heterotsygoottietu
Heterotsygoottietu eli heterotsygoottinen tasapainovalinta tarkoittaa, että tietyn geenipaikan suhteen heterotsygoottinen yksilö on paremmassa kunnossa kuin homotsygoottinen yksilö. Tällä mekanismilla ylläpidetyt polymorfismit ovat tasapainotettuja polymorfismeja.
Hyvin tutkittu tapaus on ihmisillä esiintyvä sirppisoluanemia, perinnöllinen sairaus, joka vaurioittaa punasoluja. Sirppisoluanemia johtuu siitä, että molemmilta vanhemmilta periytyy hemoglobiinigeenin (HgbS) muunnos. Näillä henkilöillä punasolujen hemoglobiini on erittäin herkkä hapenpuutteelle, ja tämä aiheuttaa lyhyemmän elinajanodotteen.
Henkilöllä, joka perii sirppisolugeenin toiselta vanhemmaltaan ja normaalin hemoglobiinigeenin (HgbA) toiselta vanhemmaltaan, on normaali elinajanodote. Heterotsygootti on vastustuskykyinen malarialoiselle, joka tappaa vuosittain suuren määrän ihmisiä. Heterotsygootin esiintymistiheys pysyy korkeana, koska homotsygootit ovat valikoineet kovasti molempia homotsygootteja vastaan.
Heterotsygootilla on pysyvä etu (korkeampi kunto) kaikkialla, missä malariaa esiintyy.
Taajuudesta riippuva valinta
Taajuusriippuvainen valinta tapahtuu, kun fenotyypin soveltuvuus riippuu sen esiintymistiheydestä.
Positiivisessa frekvenssiriippuvaisessa valinnassa fenotyypin soveltuvuus kasvaa, kun se yleistyy. Negatiivisessa taajuusriippuvaisessa valinnassa fenotyypin kunto kasvaa, kun se harvinaistuu. Esimerkiksi saaliseläinten vaihdossa harvinaiset saalismuodot ovat parempia, koska saalistajat keskittyvät yleisempiin malleihin.
Kunto vaihtelee ajassa ja paikassa
Genotyypin soveltuvuus voi vaihdella suuresti toukkavaiheiden ja aikuisten vaiheiden välillä tai elinalueen eri osien välillä.
Valinta toimii eri tasoilla
Genotyypin kunto voi riippua populaation muiden genotyyppien kunnosta: tämä kattaa monet luonnolliset tilanteet, joissa paras toiminta (selviytymisen ja lisääntymisen kannalta) riippuu siitä, mitä muut populaation jäsenet tekevät kulloinkin.
Sirpinmuotoiset punasolut. Tämä heterotsygooteilla esiintyvä ei-tappava tila säilyy Afrikan ja Intian ihmisillä tasapainottavan valinnan ansiosta, koska se on vastustuskykyinen malariaparasiittia vastaan.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on tasapainottava valinta?
V: Tasapainottava valinta on prosessi, jonka avulla erilaisia alleeleja säilytetään populaation geenipoolissa geenimutaatiota suuremmilla frekvensseillä.
K: Miksi tasapainottavaa valintaa tapahtuu?
V: Tasapainottavaa valikoitumista tapahtuu, kun geenin heterotsygootilla on korkeampi suhteellinen kunto kuin homotsygootilla.
K: Mitä on geneettinen polymorfismi?
V: Geneettinen polymorfismi tarkoittaa ominaisuuden eri muotojen, kuten eri alleelien, esiintymistä populaatiossa.
K: Miten voidaan löytää todisteita tasapainottavasta valinnasta?
V: Todisteita tasapainottavan valinnan olemassaolosta voidaan löytää sellaisten alleelien määrästä populaatiossa, jotka säilyvät mutaatiotaajuuksia korkeampina.
K: Onko geneettinen vaihtelu yleistä panmiktiivisissa populaatioissa?
V: Kyllä, kaikki nykyaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että merkittävä geneettinen vaihtelu on yleistä panmiktiivisissa populaatioissa.
K: Mikä on Darwinin ja Wallacen kokemus luonnollisista populaatioista?
V: Darwin, Wallace ja muut tutkijat ovat havainneet, että luonnon populaatiot luonnossa ovat poikkeuksellisen vaihtelevia.
K: Mitkä ovat kaksi tärkeintä tapaa, joilla tasapainottava valinta toimii polymorfismin ylläpitämiseksi?
V: Kaksi tärkeintä tapaa, joilla tasapainottava valinta vaikuttaa polymorfismin ylläpitämiseen, ovat heterotsygoottietu ja taajuusriippuvainen valinta.
