Fluxul genic

Fluxul genic este deplasarea alelelor între populații atunci când indivizii sau gameții migrează și contribuie la reproducere. Polenul transportat între două populații de plante poate aduce variante noi; un animal care se mută într-o altă populație și are urmași poate face același lucru. Fluxul genic poate crește variația unei populații și poate reduce diferențele genetice dintre populații, dar efectul depinde de numărul migranților și de selecția locală.

Simpla deplasare a unui individ nu garantează flux genic: trebuie să existe contribuție la generațiile următoare. Nici orice variantă adusă nu devine frecventă; poate dispărea prin întâmplare sau poate fi defavorizată de mediu. Într-un model, desenează două populații cu frecvențe diferite ale unei alele, apoi marchează migrația și reproducerea. Explică ce se schimbă în frecvența alelei, fără a presupune că rezultatul este identic în ambele populații. Lecțiile Factorii evoluției, Izolarea reproductivă și Speciația arată cum fluxul genic interacționează cu alte procese și cum limitarea lui poate favoriza divergența.

În genetica populațiilor, migrația eficientă înseamnă transfer de alele prin reproducere: un individ care se mută în altă populație, dar nu se reproduce, nu produce flux genic. Transferul se face prin indivizi care se mută și se împerechează, prin gameți (polenul purtat de vânt, de insecte sau de păsări) sau prin semințe. Dacă polenul unei populații de plante ajunge în altă populație și produce semințe, frecvențele alelice se pot modifica la generația următoare. Fluxul genic aduce variație nouă, dar poate și șterge adaptări locale, atunci când migranții aduc alele nepotrivite mediului local. El tinde să omogenizeze populațiile, însă selecția divergentă poate menține diferențe. Barierele geografice și reproductive reduc fluxul fără să îl elimine neapărat complet, iar în lipsa lui fiecare populație evoluează independent și diferă tot mai mult de celelalte.

Exemplu rezolvat 1: pantera din Florida. Pantera din Florida (Puma concolor coryi) a ajuns în anii 1990 la aproximativ 20–30 de indivizi, izolați de alte populații de pume.

1. Efectul izolării: animalele erau înrudite între ele, iar la mulți indivizi apăreau coada încârligată (85% dintre animale), un smoc de păr răsucit pe spate (85%) și criptorhidia (55%), semne ale consangvinizării.
2. Intervenția: în 1995 au fost aduse în Florida 8 femele de pumă din Texas, care s-au reprodus cu panterele locale. Este un flux genic provocat de om: alele noi au intrat în populație prin reproducere.
3. Rezultatul: variația genetică a crescut (heterozigoția observată a urcat de la 0,40 la 0,55), semnele consangvinizării au scăzut (criptorhidia, de la 55% la 7%), iar numărul de animale a crescut de peste cinci ori.
4. Concluzie: fluxul genic a redus consangvinizarea unei populații mici și izolate.

Exemplu rezolvat 2: două populații de plante (valori de exercițiu). O plantă are populațiile $P_1$ și $P_2$, de o parte și de alta a unui munte. Alela pentru frunze păroase are frecvența 20% în $P_1$ și 80% în $P_2$. Albinele transportă polen între populații, iar după mai multe generații frecvențele sunt 35% în $P_1$ și 65% în $P_2$.

1. Diferența dintre populații a fost $80-20=60$ de puncte procentuale, iar acum este $65-35=30$ de puncte.
2. Diferența s-a înjumătățit: fluxul genic a făcut populațiile mai asemănătoare, iar $P_1$ a primit alele de la $P_2$ și invers.
3. Dacă mediul din $P_2$ este uscat și avantajează frunzele păroase, selecția poate menține alela frecventă acolo, chiar dacă polenul din $P_1$ aduce în fiecare an alele fără păr.
4. Concluzie: rezultatul depinde de cantitatea de polen transportat și de selecția din fiecare mediu; fluxul genic nu face populațiile identice automat.

Fluxul genic poate fi mediat de polen, de semințe, de indivizii care se mută sau de omul care transportă organisme. Consecința practică este vizibilă în conservare: pentru o populație izolată de dimensiune mică, aducerea câtorva indivizi din altă populație (translocare) poate reduce consangvinizarea și crește variația genetică. Invers, soiurile de plante modificate genetic sau domesticite pot transmite alele către rudele sălbatice vecine prin polen, ceea ce este o problemă pentru conservarea speciilor sălbatice. Barierele fizice (râuri largi, șosele, munți) reduc fluxul genic; coridoarele ecologice îl refac.

Greșeli frecvente

• Greșit: Orice migrație produce automat flux genic.
  Corect: Fluxul genic cere transmiterea alelelor prin reproducere între populații.
• Greșit: O alelă sosită prin migrație devine automat frecventă.
  Corect: Frecvența ei depinde de reproducere, selecție, derivă și alți factori.
• Greșit: Fluxul genic crește întotdeauna adaptarea populației la mediul local.
  Corect: Fluxul genic aduce variație, dar poate introduce și alele nepotrivite mediului local și poate reduce adaptarea.

Înainte și după