Genetic Drift - The Power of Chance

August 08, 2017


Genetic Drift

前章において、ハーディ・ワインベルグの仮定(個体数は無限に大きい、自由交配、突然変異は起きない、自然選択もない、etc)の元、なんの変化も起きないとした。対立遺伝子の頻度は同じのままであり、遺伝子型頻度が今ハーディ・ワインベルグの頻度ではないとしたら、次の世代ではハーディ・ワインベルグ頻度となり、それからはずっと変わることはない。

ここで仮定の一つを外してみる。まずは、個体数は無限であるという仮定を外し、個体数は有限であるとする。このことは進化においてとても影響が大きいことが明らかになります。個体数が有限であると 、進化するチャンス効果が働き始めます。このチャンス効果は個体数がより小さいと、より大きくなります。

この章で学ぶこと:

• 有限サイズの個体数は、進化ダイナミックス(genetic drift:遺伝的浮動)に偶然性を持ち込みます。

• 遺伝的浮動は遺伝的変化を抑える働きをする

• 浮動効果は、個体群のサイズに比例している:個体数がより小さいと、浮動効果はより大きい。

• 浮動効果に相対する別の力が無いならば、遺伝的浮動はどの個体群においても遺伝的変化を抑制する。

• 遺伝的不当はゆっくりとしたプロセスです-個体群の遺伝的変化を半分に減らすのに1.4N世代かかる。

• 効果的個体数サイズは、キーとなる概念である-そのサイズは理想的な(Wright-Fisher)個体数であり、遺伝的変化における退化を表し、それが、対象となる実際の個体数と同じであることを示している

• 効果的な個体数サイズはしばしば実際の個体数サイズより小さい、それは、個体数サイズのボトルネックとか性別の比率が同じではないなどの理由による。


Finite population size

Finite population size :

Genetic Drift in Theory

ハーディ・ワインベルグモデルでは個体数(N)は無限でしたが

ここでは個体数(N)は、有限とします

diploid(2倍体)では、allele(対立遺伝子)の数は 2N です

上記は

対立遺伝子は A1:A2 = 0.5:0.5 半半存在している

その中から1000個の対立遺伝子を無作為に抽出する

ということで


Population Size and Genetic Drift

個体数と遺伝的浮動の関係を数学的に説明します

大きな配偶子プールから無作為に対立遺伝子を抽出して、次の世代を作っていく

これを繰返し、世代を重ねていく

対立遺伝子の入った器があり、そこから1つを無作為に抽出してコピーを作る

抽出した対立遺伝子は元の器に戻す

もう一つ器から対立遺伝子を無作為に抽出してコピーを作り元の器に戻す

このコピーを前のコピーと合わせて隣の器に入れる

これを繰返し次の世代を作っていくと考える


Speed of Genetic Drift

Effective Population Size