تأثير المؤسس: ما يتكون منه والأمثلة - مادة الاحياء - 2025

و تأثير المؤسس ، في علم الأحياء، هو الظاهرة التي تنطوي على عزل مجموعة صغيرة من الأفراد من عدد أكبر من السكان. عندما يزداد عدد الأفراد ، قد لا يكون تجمع الجينات انعكاسًا دقيقًا للسكان الذين تسببوا في ظهورهم.

يؤدي الاختلاف في مجموعة الجينات مقارنة بالسكان الأولي وانخفاض التباين في السكان - في بعض الحالات - إلى زيادة في تواتر الأليلات المتنحية الإملائية.

المصدر: By Founder_effect.png: المستخدم: Qz10derivative work: Zerodamage (هذا الملف مشتق من: Founder effect.png:) ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

لهذا السبب ، تحتوي الأدبيات الطبية على أفضل الأمثلة على تأثير المؤسس ، حيث استعمرت مجموعات بشرية صغيرة بيئات جديدة.

عندما يزداد حجم هذه المجموعات السكانية ، يختلف تجمع الجينات الخاص بهم عن السكان وأيضًا تكون نسبة الأليلات الضارة أعلى بكثير. وأفضل مثال معروف هو الأميش.

الانجراف الجيني أو الجيني

الانجراف الجيني هو مفهوم وثيق الصلة بتأثير المؤسس.

من بين الآليات التي تؤدي إلى التغيير التطوري ، لدينا الانتقاء الطبيعي والانحراف الجيني. هذا الأخير يسبب تغييرات في ترددات الأليلات في السكان من خلال أحداث الصدفة.

يحدث الانجراف الجيني في جميع المجموعات السكانية ، ولكن له تأثير أكثر وضوحًا ويعمل بشكل أسرع في مجموعات صغيرة. في التجمعات السكانية الكبيرة ، الأحداث التي تحدث بالصدفة لا تؤثر بشكل كبير على تجمع الجينات.

وبالتالي ، هناك سببان أو مثالان للانحراف الجيني: تأثير الاختناق السكاني وتأثير المؤسس. يعتبر بعض المؤلفين أن تأثير المؤسس هو حالة خاصة من عنق الزجاجة.

أمثلة على الانجراف الجيني

يحدث هذا الحدث بسبب "خطأ أخذ العينات". افترض أن لدينا كيسًا به 200 حبة: 100 حبة بيضاء و 100 حبة سوداء. إذا قمت باستخراج 10 فاصوليا ، فربما ، عن طريق الصدفة البحتة ، سأحصل على 6 حبات بيضاء و 4 سوداء ، وليس النسبة المتوقعة: 5 و 5. هذه هي الطريقة التي يعمل بها الانجراف.

الآن ، يمكننا استقراء هذا المثال لمملكة الحيوان. لنفترض أن لدينا مجموعة من الثدييات بأفراد ذوي فرو أبيض وأخرى ذات فرو أسود.

بمحض الصدفة ، لا يتكاثر سوى ذوي الشعر الأسود - وقد أدى حدث صدفة إلى منع تكاثر الأطراف ذات الفراء الأبيض. هذا التغيير العشوائي في الترددات الأليلية هو انجراف الجينات.

في الطبيعة ، يمكن أن يحدث هذا بسبب كارثة بيئية: فقد قضى الانهيار الجليدي على معظم الثدييات ذات الفراء الأبيض.

متى يحدث تأثير المؤسس؟

يحدث تأثير المؤسس عندما يعزل عدد قليل من الأفراد أنفسهم عن "الأم" أو السكان الأصليين ويشكلون مجموعة سكانية جديدة فيما بينهم. يمكن أن تتكون المستعمرات الجديدة من زوج واحد ، أو أنثى واحدة مُلقحة - كما في حالة الحشرات ، التي يمكنها تخزين الحيوانات المنوية.

مجموعات الحيوانات المختلفة التي تعيش في الوقت الحاضر على الجزر هي من نسل عدد قليل من المستعمرين الذين جاءوا إلى هذه الأراضي عن طريق تشتت عشوائي.

إذا نما المجتمع الجديد بسرعة ووصل إلى حجم كبير ، فمن المحتمل ألا يتغير تواتر الأليلات بشكل كبير عن تلك المجموعة التي نشأت منها ، على الرغم من أن بعض الأليلات النادرة (على سبيل المثال ، تسبب بعض الأمراض أو الحالات الضارة) قد تم نقلها بواسطة المؤسسين.

إذا ظلت المستعمرة صغيرة ، فإن انجراف الجين يعمل عن طريق تغيير ترددات الأليل. يمكن أن يترجم الحجم الصغير للسكان المستعمرين ، في بعض الحالات ، إلى فقدان الاختلاف الجيني وتغاير الزيجوت.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في التجمعات السكانية الصغيرة يكون احتمال تزاوج اثنين من الأقارب أكبر ، وبالتالي زيادة مستويات القرابة.

تأثير المؤسس في المختبر

في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، أظهر باحثان ، Dobzhansky و Pavlovsky ، بشكل تجريبي تأثير المؤسس. يتألف التصميم من بدء تشغيل مجموعات خاضعة للرقابة من Dipteran Drosophila pseudoobscura.

جنس ذبابة الفاكهة هو بطل الرواية لمجموعة واسعة من التجارب في مختبرات الأحياء ، وذلك بفضل سهولة زراعته وقصر وقته بين الأجيال.

نشأت هذه المجموعة من مجتمع آخر يحمل إعادة ترتيب كروموسومية معينة للكروموسوم الثالث ، بمعدل تكرار 50٪. وهكذا ، كان هناك نوعان من السكان: بعضهم كبير بدأ بـ 5000 فرد والآخر بـ 20 فقط.

بعد حوالي 18 جيلًا (حوالي سنة ونصف) ، كان متوسط ​​تكرار إعادة ترتيب الكروموسوم 0.3 في كلا المجموعتين. ومع ذلك ، كان نطاق التباين أكبر بكثير في مجموعات صغيرة.

بعبارة أخرى ، نشأ في البداية السكان الذين لديهم عدد قليل من المؤسسين تباينًا كبيرًا بين السكان من حيث ترددات إعادة الترتيب التي تمت دراستها.

المصدر: بقلم Bbski ، من ويكيميديا ​​كومنز

مثال على البشر

تأثير المؤسس هو ظاهرة يمكن تطبيقها على البشر. في الواقع ، يشرح حدث الاستعمار هذا التكرار المرتفع للاضطرابات الموروثة في مجموعات صغيرة معزولة.

الهجرات إلى الجزر الصغيرة

في بداية القرن التاسع عشر ، انتقل ما يزيد قليلاً عن عشرة أفراد من إنجلترا إلى جزيرة تقع في المحيط الأطلسي. بدأت هذه المجموعة من الناس حياتهم في الجزيرة ، حيث تكاثروا وخلقوا سكانًا جديدًا.

يُعتقد أن أحد "المؤسسين" الأوائل حمل الأليل المتنحي لحالة تؤثر على الرؤية ، تسمى التهاب الريتين الصبغي.

في عام 1960 ، عندما كان عدد السكان قد وصل بالفعل إلى عدد أكبر بكثير من الأعضاء - 240 من أحفاد - عانى أربعة منهم من الحالة المذكورة أعلاه. هذه النسبة أكبر بحوالي 10 مرات من عدد السكان الذي أدى إلى ظهور المؤسسين.

الآميش

الأميش هي مجموعة دينية ، بالإضافة إلى كونها معروفة بأسلوب حياتها البسيط وبعيدة عن وسائل الراحة الحديثة ، تتميز بنسبة عالية من الأليلات الضارة المتنحية. في القرن الثامن عشر ، هاجرت مجموعة صغيرة من الأفراد من ألمانيا إلى سويسرا ومن هناك إلى الولايات المتحدة الأمريكية.

من بين الأمراض متماثلة اللواقح الشائعة جدًا في الأميش ، تبرز القزامة وتعدد الأصابع - وهي حالة يولد فيها الأفراد بأكثر من خمسة أصابع.

تشير التقديرات إلى أن 13٪ من السكان يحملون الأليل المتنحي الذي يسبب هذه الحالة الضارة. ترددات عالية للغاية ، إذا قارناها بالتعداد البشري الذي أدى إلى ظهورها.

المصدر: بواسطة Gadjoboy من flickr.com - https://www.flickr.com/photos/gadjoboy/ ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

المراجع

1. Audesirk، T.، Audesirk، G.، & Byers، BE (2004). علم الأحياء: العلم والطبيعة. تعليم بيرسون.
2. كورتيس ، هـ ، وشنيك ، أ. (2006). دعوة إلى علم الأحياء. عموم أمريكا الطبية Ed.
3. فريمان ، س. ، وهيرون ، جي سي (2002). التحليل التطوري. برنتيس هول.
4. فوتويما ، دي جي (2005). تطور. سيناور.
5. هيكمان ، سي بي ، روبرتس ، إل إس ، لارسون ، إيه ، أوبر ، دبليو سي ، وجاريسون سي (2001). المبادئ المتكاملة لعلم الحيوان (المجلد 15). نيويورك: ماكجرو هيل.
6. ماير ، إي (1997). التطور وتنوع الحياة: مقالات مختارة. مطبعة جامعة هارفارد.
7. رايس ، س. (2007). موسوعة التطور. حقائق في الملف.
8. راسل ، ب ، هيرتز ، ب ، وماكميلان ، ب. (2013). علم الأحياء: العلم الديناميكي. نيلسون للتعليم.
9. سولير ، م. (2002). التطور: أساس علم الأحياء. مشروع الجنوب.