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遺傳漂變與瓶頸效應、創始者效應全攻略 | 莫斯利自然科學

4天前
讀畢需時 3 分鐘

在族群遺傳學中,除了天擇會改變基因頻率之外,還有一種純粹由「機率與抽樣誤差」所主導的演化力量——遺傳漂變(Genetic Drift)。當族群規模因為各種天災人禍或地理遷移而縮減時,基因庫會發生什麼樣的戲劇性變化?


選修生物IV 遺傳漂變,瓶頸效應,創始者瓶頸

一、 遺傳漂變的定義與對族群的影響

  1. 遺傳漂變的定義:


    • 族群的等立基因在各世代遺傳時產生隨機抽樣誤差所造成。   


  2. 遺傳漂變對族群的影響:


    • 對大族群影響不大: 後代易於保持原來的遺傳結構,不易偏離。   


    • 對小族群影響甚大: 如因某些因素使族群個體數量大量減少,由剩餘的個體繁衍成的新族群遺傳結構與原族群不同。   


二、 導致遺傳漂變與遺傳結構改變的兩大因素

1. 瓶頸效應(Bottleneck effect)

  • 定義: 環境劇烈變動,使族群個體數目急劇降低,少數個體活過此瓶頸並繁衍,但新族群的基因型頻率、等立基因頻率已發生改變。   


  • 經典例子:


    • 遭受人類獵殺殘存的北海象族群等立基因的型式減少。   


    • 臺灣早期獵殺大量的梅花鹿,後來經復育的梅花鹿族群,其遺傳多樣性少於原有的野生族群。   


2. 創始者效應(Founder effect)

  • 定義: 生物族群內少數個體因某些原因遷徙到他處後,建立新的族群。此一新族群的遺傳多樣性低於原本的族群。   


  • 經典例子:


    • 非洲的英屬殖民地的人們具有較高比例的遺傳性視網膜失養症。   


    • 南非的荷蘭人口主要來自少數殖民者。如今,荷蘭人族群中導致亨廷頓舞蹈症的基因頻率異常高,因為那些原始的殖民者恰好攜帶此基因。   


三、 講義精選例題與觀念解析

【題型一:大族群與小族群對遺傳漂變的敏感度】

【題目】關於遺傳漂變的敘述,下列何者正確? (A) 遺傳漂變是透過天擇機制來淘汰不適應的個體 (B) 大族群對遺傳漂變非常敏感,基因頻率容易隨機發生劇烈改變 (C) 遺傳漂變是由於世代遺傳時產生隨機抽樣誤差所造成 (D) 瓶頸效應和創始者效應會增加新族群的遺傳多樣性


【解析】


  • 選項 (A) 錯誤:遺傳漂變是隨機的機率事件,並非天擇的有方向性篩選。


  • 選項 (B) 錯誤:大族群對遺傳漂變影響不大,小族群才容易因隨機抽樣誤差產生劇烈影響。   


  • 選項 (C) 正確:遺傳漂變的定義即為等立基因在各世代遺傳時產生隨機抽樣誤差所造成。   


  • 選項 (D) 錯誤:瓶頸效應與創始者效應都會使倖存或遷移的新族群遺傳多樣性降低。   


  • 正確答案:(C)   


四、 莫斯利重點整理

  1. 遺傳漂變核心: 全憑「運氣」而非「實力」(純粹的隨機抽樣誤差)。   


  2. 大小族群差異: 人多勢眾(大族群)不怕漂移;人丁單薄(小族群)稍微死幾隻就會嚴重改變基因庫。   


  3. 兩大效應口訣:


    • 瓶頸效應: 天災人禍大災難,存活下來剩小撮(如被獵殺的北海象與梅花鹿)。   


    • 創始者效應: 少數開荒到新島,基因多樣跟著少(如南非荷蘭移民的亨廷頓舞蹈症基因)。   



      

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