Gendrift

Gendrift ist ein Vorgang, bei dem es um die Zusammensetzung der Genfrequenz innerhalb einer Gruppe geht. An einem einfachen Beispiel erklärt:

In einer Gruppe von Urzeitmenschen gibt es 90Menschen mit der Augenfarbe blau, eine kleine Familie von 10 Personen hat aber die Augenfarbe grün. Aufgrund von sozialen Vorurteilen gegen Grünaugenmenschen beschließen die 10 Personen, sich von der Gruppe zu trennen und in eine andere Gegend auszuwandern. In ihrer alten Gruppe sind nunmehr 100% Blauaugenmenschen, die Gene für grüne Augen sind plötzlich in weit geringerer Zahl vorhanden. In der Gruppe der Auswanderer hingegen sind nunmehr 100% Grünaugen vorhanden und vielleicht keine Gene für blaue Augen mehr vorhanden.

Wird die Gruppe der Grünaugen nun durch einen Zufall getötet, dann kann auch dann, wenn die Mutation vorteilhaft gewesen wäre, das Gen für Grüne Augen aussterben und es kann reiner Zufall sein, dass alle Menschen blaue Augen haben. Umgekehrt gilt das gleiche.

Der gleiche Vorgang noch einmal aus der Wikipedia:

Als Gendrift (genetische Drift; das niederdeutsche Wort Drift ist verwandt mit dem deutschen treiben, auch Alleldrift oder Sewall-Wright-Effekt genannt) bezeichnet man in der Populationsgenetik eine zufällige Veränderung der Genfrequenz innerhalb des Genpools einer Population. Gendrift ist ein Evolutionsfaktor. Eine quantitative Erweiterung stellt die Genshift dar, bei der ganze Segmente von Genen zusammen ausgetauscht werden. Dies hat oft besonders ausgeprägte funktional-qualitative Änderungen zur Folge.

Gendrift und Genshift stellen eine Art Komplement zur natürlichen Selektion dar. Die natürliche Selektion hat keinen zufälligen Einfluss auf die Änderung der Genfrequenz einer Population, sondern ist direkt gekoppelt an den Überlebens- und Reproduktionserfolg von Individuen, also deren Angepasstheit an ihre Umwelt.[1] Die genetische Drift bzw. Shift dagegen hat keine derartigen Ursachen, sondern ist rein zufallsbestimmt (stochastisch).

Da eine zufällige Änderung der Genfrequenz in kleineren Populationen statistisch mehr ins Gewicht fällt, stellen die Gendrift und Genshift einen wichtigen Faktor der Evolution von Gründerpopulationen und somit der Artbildung dar. Sie basiert auf der Tatsache, dass eine abgeschnittene Zufallspopulation, die in einem bestimmten Gebiet lebt, nur einen kleinen Ausschnitt der möglichen Genfrequenzen besitzt, die außerdem in einem anderen Verhältnis zueinander stehen als in der Gesamtpopulation. Die evolutionäre Weiterentwicklung dieser Population ist abhängig von diesen verschobenen Genfrequenzen.

Als Flaschenhalseffekt wird eine besondere Art der Gendrift bezeichnet, bei der die Populationsgröße durch ein zufälliges Ereignis stark vermindert und dadurch die in der Population vorkommende Variabilität verringert wird. Die Allelfrequenzen unterscheiden sich hinterher meist von denen der ursprünglichen Population, die verminderte Variationsbreite (Polymorphismus) erhöht die Anfälligkeit gegenüber Krankheiten und erschwert zukünftige adaptive Veränderungen.

Gendrift kann auch in größeren panmiktischen Populationen auftreten, nach Aufteilung in kleinere Teilpopulationen. Voraussetzung sind zufällige Veränderung von Genen und Weitergabe der veränderten Gene. Gendrift kann dabei phänotypische Veränderungen bewirken, muss es aber nicht.

Bedeutungserweiterung: Als Gendrift wird auch die Verbreitung solcher Veränderungen in größere Populationen bezeichnet. Heute bezeichnet man als Gendrift auch das Eindringen bewusst oder zufällig veränderter Gene in andere Bereiche.

Das Phänomen wird gerne als Argument gegen evolutionäre Erklärungen angesetzt, weil es nach dieser Ansicht zuviel Unberechenbarkeit in die evolutionären Spekulationen bringt. Elmar hat dazu was in einem seiner Artikel:

Biologen ist an dieser Stelle vermutlich bereits klar, daß (4) nonsense ist aufgrund genetischer Drift und des Phänomens des linkage disequilibrium.

• (5) Genetische Drift: Durch natürliche Ereignisse, wie Ausgründungen von Populationen oder Katastrophen sind Populationen in der Realität nicht nur endlich, sondern klein. Und je kleiner sie sind, desto höher ist der Einfluß weiterer Zufalle auf die Genfrequenz in der nächsten Generation. So kann ein Gen, dessen phänotypische Ausprägung eine historisch-lokalen Fitness-Vorteil bringt, doch zufällig aussterben, , während ein Gen mit anderer, womöglich sogar nachteiliger Ausprägung um so schneller fixiert wird, je kleiner die Population ist. Die natürliche Selektion ist in kleinen Population zu langsam, um das auszugleichen. Erst in unendlich großen Populationen spielen solche endlichen random distortion überhaupt keine Rolle mehr und die natürliche Selektion ist der einzig relevante Mechanismus.

Diese Zusammenhänge wurden 1973 von Tomoko Ohta als nearly neutral theory of molecular evolution beschrieben. Das Problem, daß (5) für (4) macht, liegt auf der Hand: Selbst wenn P sein eigenes U wirklich hat, verhindert das Phänomen der genetischen Drift, daß wir wissen können, welche U das ist. Denn wie sollen wir Jahrtausende der Evolution auf molekularer Ebene detailiert nachvollziehen? Und da wir die Existenz von U nicht apriori, sondern nur empirisch sichern können, gleitet uns damit sogar die Existenz von U aus den Händen: Mit (4) alleine kann man gegen Feministen gar nichts ausrichten – und das alles ganz im Rahmen der aktuellen Evolutionsbiologie.

Meiner Meinung nach überbewerten Elmar und andere Kritiker da dieses Phänomen. Denn zum einen ist ein genetischer Drift ja nichts, was Gene beliebig durcheinander wirbelt: Er setzt an Wesen an, die bereits einer starken Selektion unterlegen haben und deren Genzusammensetzung daraus folgt. Durch genetischen Drift bekommt man nicht plötzlich ein drittes Bein oder Superkräfte. Es ändert sich lediglich die genetische Zusammensetzung der Gruppe. Diese Zusammensetzung ändert sich, weil bestimmte Gene sich relativ zufällig mehr anreichern.

Um so zentraler die Eigenschaft dabei ist, um so weniger ist sie durch einen Gendrift betroffen. Denn dann sind die Gene dafür so umfassend in den Personen enthalten, dass lediglich bestimmte Ausprägungen von den zufälligen Ereignissen betroffen sind.

Nehmen wir etwa die höhere Körperstärke von Mannern gegenüber Frauen: Sie beruht auf der Wirkung von Testosteron und selbst wenn die stärksten Männer und die schwächsten Frauen alle von einem sehr selektiven Kometen getroffen werden, ändert sich nichts daran, dass deren Gene immer noch diesen wesentlichen Unterschied weitergeben werden und demnach auch eine entsprechende Selektion stattfinden würde, zumal hier dann die stärkeren Frauen weniger fruchtbar wären und zudem innerhalb der Schwangerschaft nach wie vor die Kosten der höheren Muskeln tragen müssten und zudem durch die sonstigen Folgen von Schwangerschaft, Stillen etc eingeschränkt wären.

Um so höher und langanhaltender der Selektionsdruck bisher auf eine bestimmte Eigenschaft war, um so geringer der Einfluss einer Gendrift. Diese bewirkt dann lediglich gewisse Änderungen in der Ausprägung, wird sich aber gerade bei so starken unterschiedlichen Selektionsunterschieden wie Mann und Frau kaum auswirken.

Die Auswirkungen eines genetischen Drifts für evolutionäre Berechnungen sind damit weit geringer als Kritiker dies darstellen wollen. Die meisten evolutionären Betrachtungen gerade bei den Geschlechtern sind davon aus meiner Sicht nicht betroffen.

Wer ein gutes Beispiel nennen kann, bei dem der genetische Drift dennoch eine Rolle gespielt haben könnte, der mag das in den Kommentaren mitteilen.