Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Mikä on geneettinen ajautuminen?
Geneettinen ajautuminen on alleelien osuuksien sattumanvaraista muuttumista sukupolvesta toiseen. Se johtuu siitä, että jokainen sukupolvi on vain satunnainen otos edellisen sukupolven sukusoluista, eikä otos koskaan vastaa geenivarantoa tarkasti. Ajautuminen ei suosi hyödyllisiä alleeleja, ja sen vaikutus on sitä voimakkaampi, mitä pienempi populaatio on.
Suuressa populaatiossa sattuman vaikutukset tasoittuvat samalla tavalla kuin suuressa otoksessa. Pienessä populaatiossa yksittäisen yksilön kuolema tai jälkeläisten määrä muuttaa alleelien osuuksia selvästi, ja alleeli voi kadota tai yleistyä sattumalta.
Pullonkaulailmiössä populaatio pienenee äkillisesti esimerkiksi katastrofin tai liiallisen metsästyksen vuoksi. Jäljelle jääneiden geenivaranto on satunnainen otos alkuperäisestä, ja muuntelu vähenee pysyvästi, vaikka yksilömäärä myöhemmin kasvaisi. Perustajavaikutuksessa pieni joukko perustaa uuden populaation, ja sen alleelivalikoima voi poiketa lähtöpopulaatiosta.
Suomalainen tautiperintö on esimerkki perustaja- ja pullonkaulavaikutuksista: joukko muualla harvinaisia perinnöllisiä sairauksia on Suomessa tavallisempia, ja jotkin muualla yleisemmät ovat täällä harvinaisia.
Kaava
Alleelifrekvenssin satunnaisvaihtelun keskihajonta yhdessä sukupolvessa ≈ √(pq / 2N)
Esimerkki
Alleelin frekvenssi on p = 0,5. Arvioi, kuinka paljon frekvenssi vaihtelee sattumalta yhdessä sukupolvessa, kun populaatiossa on 25 yksilöä ja kun siinä on 2 500 yksilöä.
- N = 25: √(0,5 · 0,5 / 50) = √0,005 ≈ 0,071. Frekvenssi voi yhdessä sukupolvessa vaihdella tyypillisesti noin 0,43:n ja 0,57:n välillä.
- N = 2 500: √(0,25 / 5 000) = √0,00005 ≈ 0,0071. Vaihtelu on kymmenesosa edellisestä.
- Populaation satakertaistaminen pienentää vaihtelua kymmenesosaan, koska vaihtelu on kääntäen verrannollinen koon neliöjuureen.
Tyypillinen virhe
Ajautumista sekoitetaan luonnonvalintaan. Ajautuminen voi yleistää haitallisenkin alleelin tai hävittää hyödyllisen, koska siinä ratkaisee sattuma eikä alleelin vaikutus kelpoisuuteen.
Valintakokeessa B
Evoluution mekanismit kuuluvat lukion biologiaan. Valintakoe B arvioi tiedon soveltamista, joten aineistossa kuvatusta tilanteesta kannattaa osata tunnistaa, onko kyse valinnasta, ajautumisesta, pullonkaulasta vai perustajavaikutuksesta.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 26: Populaatiogenetiikka: alleelifrekvenssit ja Hardy-Weinberg. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mikä on pullonkaulailmiö?
Pullonkaulailmiössä populaation koko pienenee hetkellisesti hyvin pieneksi. Selviytyneiden alleelit ovat satunnainen otos alkuperäisestä, joten osa alleeleista katoaa ja osa yleistyy sattumalta. Muuntelu jää vähäiseksi pitkäksi aikaa, vaikka populaatio kasvaisi takaisin suureksi.
Mitä eroa on perustajavaikutuksella ja pullonkaulalla?
Molemmissa pieni joukko määrää myöhemmän populaation geenivarannon. Pullonkaulassa sama populaatio kutistuu esimerkiksi katastrofin vuoksi. Perustajavaikutuksessa pieni joukko erkanee alkuperäisestä populaatiosta ja perustaa uuden populaation uudelle alueelle, ja alkuperäinen populaatio voi säilyä ennallaan.