Επιλογή εξισορρόπησης
Η επιλογή εξισορρόπησης αναφέρεται σε επιλεκτικές διαδικασίες με τις οποίες διαφορετικά αλληλόμορφα (διαφορετικές εκδοχές ενός γονιδίου) διατηρούνται στη γονιδιακή δεξαμενή ενός πληθυσμού σε συχνότητες υψηλότερες από εκείνες της γονιδιακής μετάλλαξης.
Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν ο ετερόζυγος για ένα γονίδιο έχει υψηλότερη σχετική καταλληλότητα από τον ομόζυγο. Με αυτόν τον τρόπο διατηρείται ο γενετικός πολυμορφισμός.
Απόδειξη της εξισορροπητικής επιλογής μπορεί να βρεθεί στον αριθμό των αλληλόμορφων σε έναν πληθυσμό που διατηρούνται πάνω από τις συχνότητες του ρυθμού μετάλλαξης. Όλες οι σύγχρονες έρευνες έχουν δείξει ότι αυτή η σημαντική γενετική ποικιλομορφία είναι κοινή στους πανμικτικούς πληθυσμούς. Είναι η εμπειρία πεδίου του Δαρβίνου, του Wallace και άλλων, ότι οι φυσικοί πληθυσμοί στη φύση είναι εξαιρετικά ποικίλοι. Οι μουσειακές συλλογές μεμονωμένων ειδών λένε την ίδια ιστορία.
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους η εξισορροπητική επιλογή λειτουργεί για τη διατήρηση του πολυμορφισμού. Οι δύο κυριότεροι και πιο μελετημένοι είναι το ετεροζυγωτικό πλεονέκτημα και η επιλογή που εξαρτάται από τη συχνότητα.
Μηχανισμοί εξισορροπητικής επιλογής
Ετεροζυγωτικό πλεονέκτημα
Στο ετεροζυγωτικό πλεονέκτημα, ή ετεροτική επιλογή εξισορρόπησης, ένα άτομο που είναι ετερόζυγο σε έναν συγκεκριμένο γονιδιακό τόπο έχει μεγαλύτερη φυσική κατάσταση από ένα ομόζυγο άτομο. Οι πολυμορφισμοί που διατηρούνται με αυτόν τον μηχανισμό είναι ισορροπημένοι πολυμορφισμοί.
Μια καλά μελετημένη περίπτωση είναι αυτή της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας στον άνθρωπο, μιας κληρονομικής ασθένειας που καταστρέφει τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Η δρεπανοκυτταρική αναιμία προκαλείται από την κληρονομικότητα ενός παραλλαγμένου γονιδίου αιμοσφαιρίνης (HgbS) και από τους δύο γονείς. Σε αυτά τα άτομα, η αιμοσφαιρίνη στα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι εξαιρετικά ευαίσθητη στη στέρηση οξυγόνου και αυτό προκαλεί μικρότερο προσδόκιμο ζωής.
Ένα άτομο που κληρονομεί το δρεπανοκυτταρικό γονίδιο από τον ένα γονέα και ένα φυσιολογικό γονίδιο αιμοσφαιρίνης (HgbA) από τον άλλο γονέα, έχει φυσιολογικό προσδόκιμο ζωής. Το ετεροζυγωτό είναι ανθεκτικό στο ελονοσιακό παράσιτο που σκοτώνει μεγάλο αριθμό ανθρώπων κάθε χρόνο. Η συχνότητα του ετεροζυγώτη διατηρείται υψηλή λόγω της έντονης επιλογής εναντίον και των δύο ομοζυγώτων.
Το ετεροζυγωτό έχει μόνιμο πλεονέκτημα (υψηλότερη φυσική κατάσταση) όπου υπάρχει ελονοσία.
Επιλογή εξαρτώμενη από τη συχνότητα
Η εξαρτώμενη από τη συχνότητα επιλογή συμβαίνει όταν η καταλληλότητα ενός φαινοτύπου εξαρτάται από τη συχνότητά του.
Στη θετική επιλογή εξαρτώμενη από τη συχνότητα, η καταλληλότητα ενός φαινοτύπου αυξάνεται καθώς γίνεται πιο συχνός. Στην αρνητική επιλογή που εξαρτάται από τη συχνότητα, η καταλληλότητα ενός φαινοτύπου αυξάνεται καθώς γίνεται λιγότερο συχνός. Για παράδειγμα, στην εναλλαγή θηραμάτων, τα σπάνια μορφώματα θηραμάτων είναι πιο ικανά, επειδή τα αρπακτικά επικεντρώνονται στα πιο συχνά μορφώματα.
Η καταλληλότητα ποικίλλει στο χρόνο και στο χώρο
Η καταλληλότητα ενός γονότυπου μπορεί να διαφέρει σημαντικά μεταξύ προνυμφικών και ενήλικων σταδίων ή μεταξύ τμημάτων μιας περιοχής ενδιαιτημάτων.
Η επιλογή ενεργεί σε διαφορετικά επίπεδα
Η καταλληλότητα ενός γονότυπου μπορεί να εξαρτάται από την καταλληλότητα άλλων γονότυπων στον πληθυσμό: αυτό καλύπτει πολλές φυσικές καταστάσεις όπου το καλύτερο πράγμα που πρέπει να γίνει (από την άποψη της επιβίωσης και της αναπαραγωγής) εξαρτάται από το τι κάνουν τα άλλα μέλη του πληθυσμού εκείνη τη στιγμή.
Ερυθρά αιμοσφαίρια σε σχήμα δρεπάνου. Αυτή η μη θανατηφόρα κατάσταση στους ετεροζυγώτες διατηρείται με εξισορροπητική επιλογή στους ανθρώπους της Αφρικής και της Ινδίας λόγω της ανθεκτικότητάς τους στο ελονοσιακό παράσιτο.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η επιλογή εξισορρόπησης;
A: Η επιλογή εξισορρόπησης είναι μια διαδικασία μέσω της οποίας διαφορετικά αλληλόμορφα διατηρούνται στη γονιδιακή δεξαμενή ενός πληθυσμού σε συχνότητες υψηλότερες από εκείνες της γονιδιακής μετάλλαξης.
Ερ: Γιατί συμβαίνει η εξισορροπητική επιλογή;
Α: Η επιλογή εξισορρόπησης συμβαίνει όταν το ετερόζυγο για ένα γονίδιο έχει υψηλότερη σχετική καταλληλότητα από το ομόζυγο.
Ερ: Τι είναι ο γενετικός πολυμορφισμός;
Α: Ο γενετικός πολυμορφισμός αναφέρεται στην εμφάνιση διαφορετικών μορφών ενός χαρακτηριστικού, όπως διαφορετικά αλληλόμορφα, σε έναν πληθυσμό.
Ερ: Πώς μπορούν να βρεθούν αποδείξεις για εξισορροπητική επιλογή;
Α: Αποδείξεις για εξισορροπητική επιλογή μπορούν να βρεθούν στον αριθμό των αλληλόμορφων σε έναν πληθυσμό που διατηρούνται πάνω από τις συχνότητες του ρυθμού μετάλλαξης.
Ερ: Είναι κοινή η γενετική ποικιλομορφία σε πανμικτικούς πληθυσμούς;
Α: Ναι, όλες οι σύγχρονες έρευνες έχουν δείξει ότι η σημαντική γενετική ποικιλομορφία είναι κοινή σε πανμικτικούς πληθυσμούς.
Ερ: Ποια είναι η εμπειρία του Δαρβίνου και του Γουάλας σχετικά με τους φυσικούς πληθυσμούς;
Α: Ο Δαρβίνος, ο Wallace και άλλοι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι φυσικοί πληθυσμοί στη φύση είναι εξαιρετικά ποικίλοι.
Ερ: Ποιοι είναι οι δύο κύριοι τρόποι μέσω των οποίων η εξισορροπητική επιλογή λειτουργεί για τη διατήρηση του πολυμορφισμού;
Α: Οι δύο κύριοι τρόποι μέσω των οποίων λειτουργεί η εξισορροπητική επιλογή για τη διατήρηση του πολυμορφισμού είναι το ετεροζυγωτικό πλεονέκτημα και η επιλογή που εξαρτάται από τη συχνότητα.
