遺伝子プールは、人口の一部であるすべての個人によって運ばれる対立遺伝子のセットを記述するために集団遺伝学で用いられる用語です。遺伝子プールまたは「遺伝子プール」とも呼ばれます。
同様に、特定の各遺伝子には、その遺伝子の各対立遺伝子で構成される独自の遺伝子プールがあります。集団では、各個人は、その遺伝的構成の観点から一意と見なされます。
出典：Wikimedia CommonsのSmihael著
用語が進化の定義に埋め込まれているため、遺伝子プールの概念を理解することは進化生物学の鍵です。したがって、遺伝子プールが変化しない場合、集団は平衡状態にあります。対照的に、世代間で遺伝子プールに変化があった場合、人口は進化していると言えます。
対立遺伝子を取得してその頻度-遺伝子頻度-を決定し、問題の対立遺伝子の存在量を人口で見つけた他の対立遺伝子と比較したパーセンテージで表すこともできます。
定義
遺伝子プールは、集団内の遺伝子セット全体として定義されます。生物学では、個体群の定義は、物理的な空間を共有し、潜在的に生殖できる同じ種の個体のグループを指します。
この用語は、1920年にロシア生まれの遺伝学者Aleksandr Sergeevichによって最初に使用されました。したがって、有名で影響力のある進化生物学者テオドシウス・ドブジャンスキーは、この用語を米国に持ち込み、それを「遺伝子プール」と翻訳しました。
各遺伝子は、さまざまな形またはバリアントで提供され、それぞれが対立遺伝子と見なされます。
たとえば、特定の哺乳類の毛皮をコードする遺伝子を架空の例として考えてみましょう。この哺乳類は白いまたは黒い毛皮を持つことができます。白をコードする遺伝子は、他の特徴でも対立遺伝子と見なされます。
遺伝子プールの変動における結果
各集団にはそれを特徴付ける遺伝子プールがあり、一部は異なる遺伝子に富んでいるが、他の集団はすべての遺伝子に乏しい変異を持っている。
それらの遺伝子プールに豊富な変動がある集団は、集団におけるそれらの頻度の増加を可能にする好ましい変動を示すかもしれません。
進化の原因となるメカニズムが機能するためには、人口の変動が不可欠な条件であることを覚えておく必要があります。それを自然淘汰または遺伝的ドリフトと呼びます。
一方、遺伝子プールの減少は、人口の運命に深刻な結果をもたらす可能性があります-最も深刻なケースでは、それは絶滅を促進します。たとえば、ネコ科の特定の個体群では、遺伝的変異は非常に乏しいため、絶滅の危機に瀕していると言われています。
遺伝学と進化生物学における遺伝子プール
集団遺伝学の観点から、微小進化は「集団における対立遺伝子頻度の変化」として定義されます。
集団研究では、遺伝学者は多くの場合、特定の時点における集団内の遺伝子セットに焦点を当てています。遺伝子プールは、子孫がその遺伝子を取得するための容器と見なされます。
遺伝子には遺伝子座と呼ばれる物理的な場所があり、これは遺伝子プール内の2つ以上の対立遺伝子で構成されている場合があります。各場所で、個体はホモ接合型またはヘテロ接合型であることができます。最初のケースでは、2つの対立遺伝子は同一ですが、ヘテロ接合体には2つの異なる対立遺伝子があります。
斑点蛾の遺伝子プール
進化生物学の典型的な例は、斑点のある蛾の例です。この鱗翅目には、体の色を決定する2つの対立遺伝子があります。1つは明るい色を決定し、もう1つは暗い色を決定します。
時間の経過とともに、両方の対立遺伝子の頻度が母集団で変化する可能性があります。人間の行動は、蛾の色の進化に顕著な影響を与えてきました。
汚染されていない領域では、明るい色を決定する対立遺伝子の頻度が増加します。それは、それを所有する個人に適性の利点を与えるからです。たとえば、地域の樹木の明るい樹皮で迷彩として機能することができます。
対照的に、汚染された地域では、樹皮が暗くなることがよくあります。これらの領域では、暗い色の対立遺伝子の相対頻度が増加します。
どちらの場合も、対立遺伝子の相対頻度の変化を観察しています。遺伝子プールのこの変動は、我々がミクロ進化として知っているものです。
ヒト遺伝子プールの起源
Pääbo（2015）は、私たちの種の多様な遺伝子プールを見てくれます。現代の人間がどのように生まれたかの起源は、古生物学者と進化生物学者にとって常に特別な関心事でした。次に、著者の作業の要約を作成します。
私たちの遺伝子プールはすべてアフリカからのものですか？
最もよく知られている理論は、アフリカにおける人間の起源であり、その後世界中に広まった。このように、私たちの祖先は、惑星に生息する残りの人類と遺伝子を交換することなく、それらを競争的に追放しました。
対照的に、別の見方では、遺伝子交換は人類集団間に存在し、一種の「地域的な連続性」を形成したと主張している。
両方の理論は、私たちが見つけたすべての変異がアフリカに由来するものか、より深い根と起源を持つかに関係なく、遺伝子プールのすべての変異がどのように発生したかについての異なる起源を公式化しています。
現在の証拠
ネアンデルタール人（Homo neanderthalensis）のゲノムで見つかった証拠から、提起された見解のいずれも完全に正しいという結論は得られません。実際、遺伝子プールは予想よりも複雑です。
人間の遺伝子プールはアフリカで発生したことは事実ですが、ゲノムの約1〜3％はサハラ以南のアフリカ以外で発生し、Neardentalの人の祖先を示しています。
私たちの遺伝子プールの約5％はオセアニアにあるグループに由来するようです：デニソバンス、ネアンデルタール人の遠い親戚、そのシーケンスは南シベリアで発見された骨に由来します。
現在の証拠は、少なくとも3つの遺伝子「動き」をサポートしています。1つはネアンデルタール人からアジア人の祖先へ、もう1つはネアンデルタール人からデニソバン人へ、そしてデニソバンスから未知の人類のグループへの最終的な流れです。約100万年前の血統。
参考文献
- キャンベル、NA（2001）。生物学：概念と関係。ピアソン教育。
- Dawkins、R.（2010）。Evolution：The Greatest Show on Earth。グルーポプラネタスペイン。
- Freeman、S.&Herron、JC（2002）。進化的分析。プレンティスホール。
- Monge-Nájera、J.（2002）。一般生物学。食べた。
- Pääbo、S.（2015）。人間の遺伝子プールの多様な起源。 Nature Reviews Genetics、16（6）、313-314。