Z pěti podmínek nutných k udržení Hardy-Weinbergovy rovnováhy bude vždy porušena nekonečná velikost populace; to znamená, že vždy dochází k určitému stupni genetického driftu. Menší velikost populace vede ke zvýšenému genetickému driftu, což podle hypotézy poskytuje těmto skupinám evoluční výhodu při získávání složitosti genomu. Alternativní hypotéza předpokládá, že zatímco genetický drift hraje větší roli při rozvoji komplexity u malých populací, selekce je mechanismem, díky němuž se komplexita rozvíjí u velkých populací.
Úzká hrdla populace a efekt zakladateleEdit
Úzká hrdla populace vznikají, když se velikost populace na krátkou dobu sníží, čímž se sníží genetická rozmanitost v populaci.
Efekt zakladatele nastává, když několik jedinců z větší populace založí novou populaci a rovněž snižuje genetickou diverzitu; původně jej nastínil Ernst Mayr. Efekt zakladatele je jedinečným případem genetického driftu, protože menší zakládající populace má sníženou genetickou rozmanitost, která bude alely v populaci rychleji posouvat směrem k fixaci.
Modelování genetického driftuUpravit
Genetický drift se obvykle modeluje v laboratorním prostředí pomocí bakteriálních populací nebo digitální simulace. V digitálních organismech prochází vytvořená populace evolucí na základě měnících se parametrů, včetně rozdílné zdatnosti, variability a dědičnosti nastavené pro jednotlivé organismy.
Rozen a kol. používají oddělené bakteriální kmeny na dvou různých médiích, jedno s jednoduchými živnými složkami a druhé se zaznamenanými živinami, aby pomohli populacím bakterií vyvinout větší heterogenitu. Byla také použita digitální simulace založená na designu bakteriálního experimentu s asortovaným přiřazením fitness a efektivních velikostí populací srovnatelných s velikostí použitých bakterií na základě označení malých i velkých populací V rámci jednoduchých i složitých prostředí vykazovaly menší populace větší populační variabilitu než velké populace, které nevykazovaly žádnou významnou fitness diverzitu. Menší populace měly zvýšenou fitness a rychleji se adaptovaly v komplexním prostředí, zatímco velké populace se adaptovaly rychleji než malé populace v jednoduchém prostředí. Tyto údaje ukazují, že důsledky zvýšené variability v malých populacích závisí na prostředí: náročnější nebo složitější prostředí umožňují, aby variabilita přítomná v malých populacích poskytovala větší výhodu. Analýza ukazuje, že menší populace mají významnější úroveň fitness z heterogenity uvnitř skupiny bez ohledu na složitost prostředí; adaptační reakce se zvyšují ve složitějších prostředích. Adaptace v asexuálních populacích také nejsou omezeny mutacemi, protože genetická variabilita v rámci těchto populací může být motorem adaptace. Ačkoli malé populace mají tendenci čelit větším výzvám kvůli omezenému přístupu k rozšířeným prospěšným mutacím, adaptace v rámci těchto populací je méně předvídatelná a umožňuje populacím větší plasticitu v jejich reakcích na prostředí. Je známo, že nárůst fitness v průběhu času v malých asexuálních populacích je silně pozitivně korelován s velikostí populace a rychlostí mutací a pravděpodobnost fixace prospěšné mutace je nepřímo úměrná velikosti populace a rychlosti mutací.
LaBar a Adami používají digitální haploidní organismy k posouzení různých strategií akumulace genomické složitosti. Tato studie prokázala, že drift i selekce jsou účinné v malých, respektive velkých populacích, ale že tento úspěch závisí na několika faktorech. Údaje z pozorování inzerce mutací v tomto digitálním systému ukazují, že malé populace vyvíjejí větší velikosti genomu z fixace škodlivých mutací a velké populace vyvíjejí větší velikosti genomu z fixace prospěšných mutací. Bylo zjištěno, že malé populace mají výhodu při dosahování plné genomové komplexity díky driftem podmíněné fenotypové komplexitě. Při simulaci delečních mutací měly významnou výhodu ve fitness pouze největší populace. Tyto simulace ukazují, že menší populace fixují deleční mutace zvýšeným genetickým driftem. Tato výhoda je pravděpodobně omezena vysokou mírou vymírání. Větší populace vyvíjejí složitost prostřednictvím mutací, které zvyšují expresi určitých genů; odstranění delečních alel neomezuje vývoj složitějších genomů ve větších skupinách a nebylo zapotřebí velkého počtu inzertních mutací, které vedly ke vzniku prospěšných nebo nefunkčních prvků v genomu. Při častějším výskytu delečních mutací mají největší populace výhodu, což naznačuje, že větší populace mají obecně evoluční výhodu pro vývoj nových znaků.