Av de fem villkor som krävs för att upprätthålla Hardy-Weinberg jämvikt kommer oändlig populationsstorlek alltid att överskridas, vilket innebär att en viss grad av genetisk drift alltid förekommer. En mindre populationsstorlek leder till ökad genetisk drift, vilket har antagits ge dessa grupper en evolutionär fördel när det gäller förvärv av komplexitet i genomet. En alternativ hypotes innebär att medan genetisk drift spelar en större roll för att små populationer ska utveckla komplexitet, är urvalet den mekanism genom vilken stora populationer utvecklar komplexitet.
Populationsflaskhalsar och grundareffektRedigera
Populationsflaskhalsar uppstår när befolkningsstorleken minskar under en kortare tidsperiod, vilket minskar den genetiska mångfalden i populationen.
Grundareffekten uppstår när ett fåtal individer från en större population etablerar en ny population och minskar också den genetiska mångfalden, och beskrevs ursprungligen av Ernst Mayr. Grundareffekten är ett unikt fall av genetisk drift, eftersom den mindre grundande populationen har minskad genetisk mångfald som kommer att flytta alleler inom populationen snabbare mot fixering.
Modellering av genetisk driftRedigera
Genetisk drift modelleras vanligtvis i laboratoriemiljöer med hjälp av bakteriepopulationer eller digital simulering. I digitala organismer genomgår en genererad population en evolution baserad på varierande parametrar, inklusive differentiell fitness, variation och ärftlighet som fastställts för enskilda organismer.
Rozen et al. använder separata bakteriestammar på två olika medier, en med enkla näringskomponenter och en med näringsämnen noterade för att hjälpa bakteriepopulationer att utveckla mer heterogenitet. En digital simulering baserad på bakterieexperimentets utformning användes också, med olika tilldelningar av fitness och effektiva populationsstorlekar som är jämförbara med de bakterier som användes baserat på både små och stora populationsbeteckningar Inom både enkla och komplexa miljöer uppvisade mindre populationer större populationsvariation än större populationer, som inte uppvisade någon signifikant fitnessdiversitet. Mindre populationer hade ökad fitness och anpassade sig snabbare i den komplexa miljön, medan stora populationer anpassade sig snabbare än små populationer i den enkla miljön. Dessa data visar att konsekvenserna av ökad variation inom små populationer är beroende av miljön: mer utmanande eller komplexa miljöer gör att variationen inom små populationer kan ge större fördelar. Analysen visar att mindre populationer har mer betydande nivåer av fitness på grund av heterogenitet inom gruppen oberoende av miljöns komplexitet; de adaptiva reaktionerna ökar i mer komplexa miljöer. Anpassningar i asexuella populationer begränsas inte heller av mutationer, eftersom den genetiska variationen inom dessa populationer kan driva på anpassningen. Även om små populationer tenderar att stå inför större utmaningar på grund av begränsad tillgång till utbredd fördelaktig mutation är anpassningen inom dessa populationer mindre förutsägbar och gör det möjligt för populationer att vara mer plastiska i sina miljösvar. Det är känt att fitnessökningen över tid i små asexuella populationer är starkt positivt korrelerad med populationsstorlek och mutationshastighet, och att fixeringssannolikheten för en fördelaktig mutation är omvänt relaterad till populationsstorlek och mutationshastighet.
LaBar och Adami använder digitala haploida organismer för att utvärdera olika strategier för att ackumulera genomisk komplexitet. Denna studie visade att både drift och urval är effektiva i små respektive stora populationer, men att denna framgång är beroende av flera faktorer. Data från observationen av insättningsmutationer i detta digitala system visar att små populationer utvecklar större genomstorlekar genom fixering av skadliga mutationer och att stora populationer utvecklar större genomstorlekar genom fixering av fördelaktiga mutationer. Det konstaterades att små populationer har en fördel när det gäller att uppnå full genomisk komplexitet på grund av driftsdriven fenotypisk komplexitet. När borttagningsmutationer simulerades var det endast de största populationerna som hade en betydande fördel i fråga om fitness. Dessa simuleringar visar att mindre populationer fixerar skadliga mutationer genom ökad genetisk drift. Denna fördel begränsas sannolikt av höga utrotningsfrekvenser. Större populationer utvecklar komplexitet genom mutationer som ökar uttrycket av vissa gener; avlägsnande av skadliga alleler begränsar inte utvecklingen av mer komplexa genomer i de större grupperna och ett stort antal insättningsmutationer som resulterade i gynnsamma eller icke-funktionella element i genomet krävdes inte. När deletionsmutationer förekommer oftare har de största populationerna en fördel som tyder på att större populationer i allmänhet har en evolutionär fördel för utveckling av nya egenskaper.