اثر بنیان‌گذار: یک داستان ژنتیکی از جدایی
اثر بنیان‌گذار چیست؟
تصور کنید یک کشتی بزرگ حامل هزاران نفر از یک جزیره به جزیره‌ی دیگر در حرکت است. ناگهان طوفان می‌شود و یک قایق نجات کوچک که فقط 10 نفر در آن هستند، از کشتی جدا شده و به ساحل یک جزیره‌ی کاملاً ناشناخته میرسد. این 10 نفر بنیان‌گذار جمعیت جدید این جزیره خواهند بود. حالا، مجموعه‌ی ژن‌های این 10 نفر، تنها سرمایۀ ژنتیکی برای تمام نسل‌های آینده است. اگر در بین این 10 نفر، یک نفر دارای یک ویژگی ژنتیکی نادر (مثلاً رنگ چشم کهربایی) باشد، فراوانی این ویژگی در جمعیت جدید بسیار بیشتر از جمعیت اصلی خواهد بود. این پدیده، اثر بنیان‌گذار نام دارد.
مکانیسم اثر بنیان‌گذار چگونه کار می‌کند؟
برای درک بهتر، بیایید از یک مدل ساده استفاده کنیم. فرض کنید در جمعیت اصلی بزرگ، فراوانی یک آلل خاص برای یک صفت (مثلاً آلل "آ" برای گروه خونی A) برابر با 20 درصد است. این یعنی از هر 100 نفر، 20 نفر این آلل را دارند. حال اگر گروه کوچکی مثلاً 10 نفری از این جمعیت جدا شوند، ممکن است به طور تصادفی، تعداد افرادی که این آلل را دارند در این گروه 10 نفره، کمتر یا بیشتر از 2 نفر باشد. این تغییر تصادفی، فراوانی آلل را در جمعیت جدید تعیین می‌کند.
| ویژگی | جمعیت اصلی بزرگ | گروه بنیان‌گذار کوچک |
|---|---|---|
| تعداد افراد | 10000 نفر | 10 نفر |
| فراوانی آلل "آ" | 20% (2000 نفر) | به طور تصادفی می‌تواند 0%, 10%, یا حتی 50% باشد! |
| تنوع ژنتیکی | بسیار بالا | پایین |
پیامدهای مهم اثر بنیان‌گذار
این پدیده چندین نتیجه‌ی مهم دارد. مهم‌ترین آن کاهش تنوع ژنتیکی در جمعیت جدید است. چون گروه بنیان‌گذار فقط بخشی از کل ژن‌های جمعیت اصلی را با خود آورده است. دوم، افزایش فراوانی بیماری‌های ژنتیکی نادر است. اگر یکی از بنیان‌گذاران ناقل یک بیماری ژنتیکی نادر باشد، این بیماری می‌تواند در جمعیت جدید شایع شود. یک مثال معروف، شیوع بیماری پورفیری8 در بین سفیدپوستان آفریقای جنوبی است که به یک مهاجر هلندی در قرن هفدهم برمی‌گردد.
همچنین، اثر بنیان‌گذار می‌تواند منجر به تغییر سریع در ویژگی‌های فیزیکی یک جمعیت شود و حتی در شکل‌گیری گونه‌های جدید نقش داشته باشد. این فرآیند که به "انقلاب ژنتیکی" معروف است، یکی از مکانیسم‌های مهم در فرگشت9 به شمار می‌رود.
اثر بنیان‌گذار در طبیعت و جوامع انسانی
این پدیده فقط یک تئوری نیست؛ نمونه‌های عینی زیادی دارد. جمعیت جزیره‌ی پینگلاپ در میکرونزی را در نظر بگیرید. در سال 1775، یک طوفان عظیم تقریباً تمام مردان جزیره را کشت. تنها حدود 20 نفر زنده ماندند که یکی از آن‌ها ناهنم‌وارکی مواننیزه پادشاه وقت بود. امروزه، درصد بسیار بالایی (حدود 5 درصد) از جمعیت این جزیره به کوررنگی10 کامل مبتلا هستند، زیرا پادشاه ناقل این صفت بود.
در دنیای حیوانات، جمعیت شیرهای سرنگتی در آفریقا را می‌توان مثال زد. اگر یک گروه کوچک از این شیرها به دلیل خشکسالی یا فعالیت انسان‌ها جدا شوند و جمعیت جدیدی را در منطقه‌ای دیگر تشکیل دهند، ممکن است ویژگی‌های ژنتیکی خاصی (مانند رنگ پوشش) که در جمعیت اصلی نادر بود، در جمعیت جدید به یک قاعده تبدیل شود.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. انتخاب طبیعی بر اساس سودمندی یک صفت عمل می‌کند (مثلاً استتار بهتر منجر به زنده ماندن بیشتر می‌شود). اما اثر بنیان‌گذار کاملاً تصادفی است و به شانس حضور یا عدم حضور یک آلل در گروه کوچک بنیان‌گذار بستگی دارد. یک صفت می‌تواند بدون هیچ سودمندی، فقط به دلیل شانس، در جمعیت جدید شایع شود.
خیر. این اثر می‌تواند بر روی هر صفت ژنتیکی، از جمله صفات خنثی یا حتی مفید، تأثیر بگذارد. برای مثال، اگر یک بنیان‌گذار دارای آللی برای مقاومت در برابر یک بیماری خاص باشد، این مقاومت نیز می‌تواند در جمعیت جدید شایع شود.
در اثر بنیان‌گذار، یک زیرمجموعه‌ی کوچک و سالم از جمعیت اصلی جدا می‌شود. اما در گلوگاه ژنتیکی، یک فاجعه (مانند سیل یا بیماری) بخش عمده‌ی یک جمعیت بزرگ را از بین می‌برد و فقط تعداد کمی از افراد به طور تصادفی زنده می‌مانند. در هر دو حالت، تنوع ژنتیکی کاهش می‌یابد، اما علت شروع رویداد متفاوت است.
پاورقی
1 ژنتیک جمعیت (Population Genetics): شاخه‌ای از ژنتیک که به مطالعه‌ی تنوع ژنتیکی در جمعیت‌ها و نیروهایی که بر این تنوع تأثیر می‌گذارند، می‌پردازد.
2 Founder Effect
3 Genetic Makeup
4 Mechanism
5 Genetic Drift
6 Allele Frequency: درصد یا نسبت یک نوع خاص از یک ژن (آلل) در یک جمعیت.
7 Natural Selection
8 Porphyria
9 Evolution
10 Achromatopsia
11 Genetic Bottleneck