Z pięciu warunków wymaganych do utrzymania Równowagi Hardy’ego-Weinberga, nieskończona wielkość populacji zawsze będzie naruszona; oznacza to, że pewien stopień dryfu genetycznego zawsze występuje. Mniejszy rozmiar populacji prowadzi do zwiększonego dryfu genetycznego, który, jak się przypuszcza, daje tym grupom ewolucyjną przewagę w nabywaniu złożoności genomu. Alternatywna hipoteza zakłada, że podczas gdy dryf genetyczny odgrywa większą rolę w małych populacjach rozwijających złożoność, selekcja jest mechanizmem, dzięki któremu duże populacje rozwijają złożoność.
Wąskie gardła populacji i efekt założycielaEdit
Wąskie gardła populacji występują, gdy wielkość populacji zmniejsza się na krótki okres czasu, zmniejszając różnorodność genetyczną w populacji.
Efekt założyciela występuje, gdy kilka osobników z większej populacji tworzy nową populację i również zmniejsza różnorodność genetyczną, a pierwotnie został opisany przez Ernsta Mayra. Efekt założyciela jest wyjątkowym przypadkiem dryfu genetycznego, ponieważ mniejsza populacja założycielska ma zmniejszoną różnorodność genetyczną, która spowoduje szybsze przemieszczanie się alleli w populacji w kierunku utrwalenia.
Modelowanie dryfu genetycznegoEdit
Dryf genetyczny jest zwykle modelowany w środowiskach laboratoryjnych przy użyciu populacji bakterii lub symulacji cyfrowych. W cyfrowych organizmach, wygenerowana populacja przechodzi ewolucję w oparciu o zmienne parametry, w tym zróżnicowaną kondycję, zmienność i dziedziczność ustawioną dla poszczególnych organizmów.
Rozen et al. używają oddzielnych szczepów bakterii na dwóch różnych pożywkach, jednej z prostymi składnikami odżywczymi i jednej z odnotowanymi składnikami odżywczymi, aby pomóc populacjom bakterii w ewolucji większej heterogeniczności. Użyto również cyfrowej symulacji opartej na projekcie eksperymentu bakteryjnego, z przyporządkowaniem kondycji i efektywnych rozmiarów populacji porównywalnych do tych bakterii użytych w oparciu zarówno o małe jak i duże oznaczenia populacji W obu prostych i złożonych środowiskach, mniejsze populacje wykazały większą zmienność populacji niż większe populacje, które nie wykazały znaczącego zróżnicowania kondycji. Mniejsze populacje miały zwiększoną kondycję i adaptowały się szybciej w środowisku złożonym, podczas gdy duże populacje adaptowały się szybciej niż małe populacje w środowisku prostym. Dane te pokazują, że konsekwencje zwiększonej zmienności w małych populacjach zależą od środowiska: bardziej wymagające lub złożone środowiska pozwalają na to, by zmienność obecna w małych populacjach dawała większą przewagę. Analiza wykazuje, że mniejsze populacje mają bardziej znaczące poziomy kondycji z heterogeniczności w obrębie grupy niezależnie od złożoności środowiska; reakcje adaptacyjne są zwiększone w bardziej złożonych środowiskach. Adaptacje w bezpłciowych populacjach nie są również ograniczone przez mutacje, ponieważ zmienność genetyczna w tych populacjach może napędzać adaptacje. Chociaż małe populacje mają tendencję do stawienia czoła większym wyzwaniom z powodu ograniczonego dostępu do powszechnych korzystnych mutacji adaptacja w tych populacjach jest mniej przewidywalna i pozwala populacjom być bardziej plastyczne w ich odpowiedzi środowiskowych. Wzrost kondycji w czasie w małych bezpłciowych populacjach jest znany jako silnie dodatnio skorelowany z rozmiarem populacji i tempem mutacji, a prawdopodobieństwo utrwalenia korzystnej mutacji jest odwrotnie związane z rozmiarem populacji i tempem mutacji.
LaBar i Adami wykorzystują cyfrowe organizmy haploidalne do oceny różnych strategii gromadzenia złożoności genomowej. Badania te wykazały, że zarówno dryf jak i selekcja są skuteczne odpowiednio w małych i dużych populacjach, ale sukces ten zależy od kilku czynników. Dane z obserwacji mutacji insercyjnych w tym systemie cyfrowym pokazują, że małe populacje rozwijają większe rozmiary genomu z utrwalania mutacji szkodliwych, a duże populacje rozwijają większe rozmiary genomu z utrwalania mutacji korzystnych. Zauważono, że małe populacje mają przewagę w osiąganiu pełnej złożoności genomowej z powodu napędzanej dryfem złożoności fenotypowej. Kiedy symulowano mutacje delecyjne, tylko największe populacje miały znaczącą przewagę kondycyjną. Symulacje te pokazują, że mniejsze populacje utrwalają mutacje delecyjne poprzez zwiększony dryf genetyczny. Przewaga ta jest prawdopodobnie ograniczona przez wysokie tempo wymierania. Większe populacje rozwijają złożoność poprzez mutacje, które zwiększają ekspresję poszczególnych genów; usuwanie alleli delecyjnych nie ogranicza rozwoju bardziej złożonych genomów w większych grupach, a duża liczba mutacji insercyjnych, które spowodowały powstanie korzystnych lub niefunkcjonalnych elementów w genomie, nie była wymagana. Kiedy mutacje delecyjne występują częściej, największe populacje mają przewagę, która sugeruje, że większe populacje generalnie mają przewagę ewolucyjną dla rozwoju nowych cech.
.