Van de vijf voorwaarden die nodig zijn om het Hardy-Weinberg-evenwicht te handhaven, zal de oneindige populatiegrootte altijd worden geschonden; dit betekent dat er altijd een zekere mate van genetische drift optreedt. Een kleinere populatiegrootte leidt tot een grotere genetische drift, waarvan wordt verondersteld dat het deze groepen een evolutionair voordeel geeft bij het verwerven van genoomcomplexiteit. Een alternatieve hypothese stelt dat genetische drift weliswaar een grotere rol speelt bij kleine populaties die complexiteit ontwikkelen, maar dat selectie het mechanisme is waardoor grote populaties complexiteit ontwikkelen.
Populatie-flessenhalzen en founder-effectEdit
Populatie-flessenhalzen treden op wanneer de populatiegrootte gedurende een korte periode afneemt, waardoor de genetische diversiteit in de populatie afneemt.
Het founder-effect treedt op wanneer enkele individuen uit een grotere populatie een nieuwe populatie stichten, waardoor ook de genetische diversiteit afneemt, en werd oorspronkelijk geschetst door Ernst Mayr. Het founder effect is een uniek geval van genetische drift, omdat de kleinere stichtende populatie een verminderde genetische diversiteit heeft die allelen binnen de populatie sneller naar fixatie zal verplaatsen.
Modelleren van genetische driftEdit
Genetische drift wordt meestal gemodelleerd in laboratoriumomgevingen met behulp van bacteriële populaties of digitale simulatie. In digitale organismen ondergaat een gegenereerde populatie evolutie op basis van variërende parameters, waaronder differentiële fitness, variatie en erfelijkheid ingesteld voor individuele organismen.
Rozen et al. gebruiken afzonderlijke bacteriestammen op twee verschillende mediums, een met eenvoudige voedingscomponenten en een met genoteerde voedingsstoffen om populaties van bacteriën meer heterogeniteit te laten evolueren. Er werd ook gebruik gemaakt van een digitale simulatie gebaseerd op de bacteriële experimentopzet, met assortimenten van toewijzingen van fitness en effectieve populatiegroottes vergelijkbaar met die van de gebruikte bacteriën gebaseerd op zowel kleine als grote populatie-aanduidingen Binnen zowel eenvoudige als complexe omgevingen vertoonden kleinere populaties een grotere populatievariatie dan grotere populaties, die geen significante fitness-diversiteit vertoonden. Kleinere populaties hadden een verhoogde fitness en pasten zich sneller aan in de complexe omgeving, terwijl grote populaties zich sneller aanpasten dan kleine populaties in de eenvoudige omgeving. Deze gegevens tonen aan dat de gevolgen van toegenomen variatie binnen kleine populaties afhankelijk is van de omgeving: meer uitdagende of complexe omgevingen maken het mogelijk dat variantie aanwezig binnen kleine populaties een groter voordeel oplevert. Analyse toont aan dat kleinere populaties meer significante niveaus van fitness hebben door heterogeniteit binnen de groep, ongeacht de complexiteit van de omgeving; adaptieve reacties zijn groter in meer complexe omgevingen. Aanpassingen in aseksuele populaties worden ook niet beperkt door mutaties, aangezien genetische variatie binnen deze populaties aanpassing kan stimuleren. Hoewel kleine populaties meer uitdagingen ondervinden vanwege de beperkte toegang tot wijdverspreide gunstige mutaties, is aanpassing binnen deze populaties minder voorspelbaar en kunnen populaties plastischer zijn in hun omgevingsreacties. Het is bekend dat de toename in fitness in kleine aseksuele populaties sterk positief gecorreleerd is met de populatiegrootte en de mutatiesnelheid, en dat de fixatiekans van een gunstige mutatie omgekeerd evenredig is met de populatiegrootte en de mutatiesnelheid.
LaBar en Adami gebruiken digitale haploïde organismen om verschillende strategieën voor de accumulatie van genomische complexiteit te beoordelen. Deze studie toonde aan dat zowel drift als selectie effectief zijn in respectievelijk kleine en grote populaties, maar dat dit succes afhangt van verschillende factoren. Gegevens van de observatie van insertiemutaties in dit digitale systeem tonen aan dat kleine populaties een grotere genoomomomvang ontwikkelen door fixatie van schadelijke mutaties en dat grote populaties een grotere genoomomomvang ontwikkelen door fixatie van gunstige mutaties. Kleine populaties bleken een voordeel te hebben bij het bereiken van volledige genomische complexiteit ten gevolge van door drift veroorzaakte fenotypische complexiteit. Wanneer verwijderingsmutaties werden gesimuleerd, hadden alleen de grootste populaties een significant fitnessvoordeel. Deze simulaties tonen aan dat kleinere populaties deletie-mutaties fixeren door verhoogde genetische drift. Dit voordeel wordt waarschijnlijk beperkt door hoge extinctiesnelheden. Grotere populaties evolueren complexiteit door mutaties die de expressie van bepaalde genen verhogen; verwijdering van deletieve allelen beperkt de ontwikkeling van complexere genomen in de grotere groepen niet en een groot aantal insertiemutaties die resulteerden in gunstige of niet-functionele elementen binnen het genoom waren niet nodig. Wanneer deletiemutaties vaker voorkomen, hebben de grootste populaties een voordeel dat suggereert dat grotere populaties over het algemeen een evolutionair voordeel hebben voor de ontwikkeling van nieuwe eigenschappen.