基因流動

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介紹

基因流動是指種群中基因的轉移。基因流動是一個重要的現象，它可以促進種群的進化。所有生物都受到這種現象的影響，它具有深遠的進化意義。根據基因流動的速率，這一過程要麼促進種群間的遺傳多樣性，要麼導致遺傳同質性。

基因流動

基因流動是兩個不同種群之間基因的交換。它也被稱為基因遷移。這種種群間的基因交換髮生在人們遷移或配子擴散時。只要一個基因被新增到之前不存在該基因的種群中，就會發生基因流動。這通常是在動物或植物孢子遷移到新的地方時實現的。例如，許多植物的種子透過風力傳播或被動物的消化道攜帶。這些種子可以將親本種群中罕見的等位基因引入新的種群。

考慮這個基因流動的例子

從本質上講，15000年前所有的狗都是狼。狗的外貌幾乎完全改變了。與過去相比，現在狗的用途多種多樣，過去它們更專注於狩獵。大型牧羊犬品種是在保護態度的指導下培育出來的，因為有些人希望狗來保護它們的羊群。臘腸犬的工作是在狹小的空間裡獵捕老鼠和兔子。金毛獵犬是為了滿足對蓬鬆毛髮、喜歡撿球的狗的需求而培育出來的。隨著這些飼養員更加關注他們想要的特性，狗的種群變得更加獨特。儘管如此，它們都屬於同一個物種。

在這方面，基因流動類似於拉布拉多貴賓犬或普格犬（巴哥犬和比格犬的混合體）。由於引入了新的基因，來自純種群的一隻狗可以與其他品種雜交。隨著更多變異的發現，基因多樣性增加。因此，拉布拉多貴賓犬具有貴賓犬的毛髮，但具有拉布拉多犬的大腦。

什麼是基因？

基因是遺傳的基本結構和功能單位。基因由DNA序列（或基因型）組成，DNA的變化會影響自然選擇和進化。遺傳學和其他因素在決定生物體的表型特徵方面發揮作用，例如環境如何影響它。

基因流動

基因流動是群體遺傳學中用來描述物種之間相互交配的種群中基因或等位基因移動的術語。當來自不同基因庫的個體交配時，後代的等位基因頻率可能會發生變化。因此，種群內的遺傳多樣性可能會受到基因庫的影響。

例如，如果某個物種種群中的人遷移到一個新的地方並與那裡已經存在的種群中的個體結婚，結果可能是基因流動。因此，高度流動的物種更容易經歷由基因流動引起的等位基因頻率變化。

基因流動的過程

基因流動透過引入獨特的等位基因來增加種群多樣性並實現新的特性組合。該過程始於將一個物種的一個種群的遺傳物質與另一個種群進行雜交，在這個過程中改變受體種群的基因庫。人類經歷基因流動主要是因為人類群體被迫或自願流動。在遷移的情況下，移民對常住人口遺傳構成影響的程度，隨著常住人口和移民之間等位基因頻率差異的大小以及移民數量的增加而增加。

基因流動速率如何影響遺傳多樣性？

當基因流動速率適中時，將新的等位基因引入種群會產生遺傳多樣性。另一方面，高基因流動速率會透過降低群體間的遺傳多樣性來增加同質性。

基因流動的影響

基因從一個群體傳播到另一個群體是進化的主要原因。當發生遷移時，就會發生基因流動。即使在沒有其他活躍的進化力量的情況下，個體的丟失或增加也能迅速改變基因庫頻率。

例如，如果所有紅頭髮的挪威人都離開了這個國家，那麼下一代可能只有少數人具有這種特徵。紅頭髮的人遷移到的地方的人口統計資料也會隨著時間的推移而發生變化。

影響基因流動的因素

許多因素都會影響基因流動。流動性、地理障礙、地質事件和物理障礙都會影響基因流動的速度。

• 流動性 - 流動性對基因在群體之間移動的速度有很大影響。更易移動的物種更有可能透過遷移促進基因流動。由於風和其他動物可以傳播花粉和種子很遠的距離，因此固定的物種——植物，可以促進基因流動。然而，遷移本身並不能保證基因流動；還必須在遷移種群和當地種群之間進行基因交換。

• 物理障礙 - 生殖系統和結構系統中的障礙可能會限制基因流動。例如，當地理障礙將同一物種的種群隔離開並阻止基因流動時，就會發生異域物種形成。

  當一個物種由於山脈、河流或結構等物理特徵以及移民等社會變化而被隔離時，這個過程被稱為異域物種形成。

• 地理障礙 - 地理障礙可能是一條道路，它將每一邊開花植物物種的種群隔離開來。如果來自一種植物的花粉可以使另一種植物受精併產生活的後代，那麼這個物種的基因庫可能會重新組合。另一方面，如果這種障礙阻止植物到達另一邊相同物種的植物種群，那麼這兩個種群之間的基因流動可能會受到限制。

• 物理障礙 - 基因流動的物理障礙阻止了同一物種的種群交換遺傳資訊，導致地理隔離。沙漠、山脈和無法逾越的海洋就是一些例子。在某些情況下，像中國長城這樣的人造障礙限制了野生植物種群之間遺傳物質的交換。

也被稱為中國榆樹的西伯利亞榆樹就是這些本地物種之一，並且比長城另一邊生長的棗和亞美尼亞李等植物表現出較低的遺傳多樣性。這是因為西伯利亞榆樹需要風媒傳粉才能繁殖，它可以勝過需要昆蟲傳粉的植物。

結論

在本教程中，我們學習了基因和基因流動是什麼，它們是如何工作的，以及什麼因素會影響它們。雖然基因流動不會影響物種整體的等位基因頻率，但它可以改變區域性種群的等位基因頻率。

常見問題

問1. 如果沒有基因流動會發生什麼？

答如果沒有兩個種群之間的基因流動，並且它們彼此隔離，它們可能會分裂成兩個不同的物種。這個過程被稱為“物種形成”。

問2. 沒有遷移也能發生基因流動嗎？

答沒有遷移也能發生基因流動。考慮一下，當旅行者在成功與另一個地區的人口成員交配後回到家時，一個種群的基因將轉移到另一個種群。