بانميكسيا

الموسوعة الحرة

التزاوج العشوائي (أو التزاوج العشوائي المتجانس) يعني أن الأفراد لا يختارون شريكًا بناءً على الصفات الجسدية. [ 1 ] [ 2 ] يُعرَّف التزاوج العشوائي بأنه مجموعة سكانية يُساهم فيها جميع الآباء المحتملين بالتساوي في مخزون الأمشاج، وأن هذه الأمشاج موزعة بالتساوي داخل مجموعة الأمشاج (مجموعة الأمشاج). يفترض هذا عدم وجود قيود على التهجين داخل المجموعة السكانية الأبوية: لا وراثية ، ولا خلوية، ولا سلوكية ؛ ولا مكانية ولا زمانية (انظر أيضًا علم الوراثة الكمي لمزيد من التفاصيل). نادرًا ما يُلاحظ التزاوج العشوائي الحقيقي في التجمعات السكانية الطبيعية، إن لم يكن معدومًا. وهو نموذج نظري يُستخدم كفرضية صفرية في علم الوراثة السكانية. ويُستخدم كنقطة مقارنة لفهم كيفية تأثير الانحرافات عن التزاوج العشوائي على ترددات الأليلات والأنماط الجينية. [ 3 ] لذلك، فإن جميع عمليات إعادة تركيب الأمشاج (الإخصاب) ممكنة بالتساوي. يفترض كل من تأثير والوند وتوازن هاردي -واينبرغ أن المجموعة السكانية ككل متزاوجة عشوائيًا. [ 4 ]

في علم الوراثة ، يشير التزاوج العشوائي [ 5 ] عادةً إلى تهجين ( تزاوج ) الأفراد بغض النظر عن أي تفضيل مكاني أو فيزيائي أو وراثي أو زمني أو اجتماعي. أي أن التزاوج بين كائنين حيّين لا يتأثر بأي تفاعل بيئي أو وراثي. لا يوجد ميل لدى الأفراد المتشابهين (التزاوج الانتقائي الإيجابي) أو الأفراد غير المتشابهين (التزاوج الانتقائي السلبي) للتزاوج. [ 3 ] وبالتالي، فإن للشركاء المحتملين فرصة متساوية للمساهمة في مجموعة الأمشاج المخصبة. إذا لم يكن هناك أخذ عينات فرعية عشوائية من الأمشاج المشاركة في مجموعة الإخصاب، يحدث التزاوج العشوائي. يُعتبر هذا السيناريو نادرًا لأنه مثالي للغاية. في الواقع، هناك العديد من العوامل المختلفة التي يمكن أن تؤثر على اختيار الشريك. يختلف هذا التزاوج العشوائي المنتظم عن غياب الانتقاء الطبيعي : ففي انتقاء البقاء، على سبيل المثال، يحدث الانتقاء قبل التزاوج.

وصف

ببساطة، يُشير مصطلح التزاوج العشوائي (أو التزاوج العشوائي) إلى قدرة أفراد جماعة ما على التزاوج فيما بينهم دون قيود؛ إذ يستطيع الأفراد التنقل بحرية داخل بيئتهم ، ربما لمسافات تتراوح بين مئات وآلاف الأميال، وبالتالي التزاوج مع أفراد آخرين من الجماعة. ومن خلال مقارنة الجماعات الحقيقية بالنموذج المثالي للتزاوج العشوائي، يستطيع الباحثون تحديد القوى التطورية المؤثرة على تلك الجماعات.

لتوضيح أهمية هذا، تخيل عدة مجموعات سكانية محدودة من نفس النوع (على سبيل المثال: حيوان عاشب يرعى ) ، معزولة عن بعضها البعض بواسطة سمة فيزيائية للبيئة ( مناطق غابات كثيفة تفصل بين أراضي الرعي). مع مرور الوقت، سيؤدي الانتقاء الطبيعي والانحراف الوراثي تدريجيًا إلى دفع كل مجموعة سكانية نحو تمايز وراثي يجعل كل مجموعة فريدة وراثيًا (مما قد يؤدي في النهاية إلى أحداث نشوء أنواع جديدة أو انقراض محلي ).

مع ذلك، إذا أُزيل العامل الفاصل قبل حدوث ذلك (كأن يُشق طريق عبر الغابة مثلاً)، وسُمح للأفراد بالتنقل بحرية، فستظل المجموعات السكانية قادرة على التزاوج . ومع تزاوج مجموعات النوع بمرور الوقت، تصبح أكثر تجانساً جينياً، وتعود للعمل كمجموعة سكانية واحدة متجانسة وراثياً.

في محاولة لوصف الخصائص الرياضية للتجمعات السكانية المنظمة، اقترح سيوال رايت "عامل التزاوج العشوائي" (P) لإدراجه في المعادلات التي تصف ترددات الجينات في التجمع السكاني، مع مراعاة ميل التجمع السكاني نحو التزاوج العشوائي، بينما يفسر "عامل التثبيت" (F) انحراف التجمع السكاني عن توقعات هاردي-واينبرغ ، نتيجةً للتزاوج الأقل عشوائية. تصف هذه المعادلة كيف تبقى ترددات الأليلات والأنماط الجينية ثابتة في تجمع سكاني غير متطور. [ 3 ] في هذه الصيغة، الكميتان متكاملتان، أي P = 1 − F. ومن عامل التثبيت هذا، طور لاحقًا إحصائية F.     

معلومات أساسية

في الأنواع التي تتزاوج عشوائياً، تُعتبر جميع أفراد النوع الواحد شركاء محتملين، ولا يفرض النوع أي قيود على التزاوج بين أفراده. [ 6 ] يُشار إلى التزاوج العشوائي أيضاً بالتزاوج العشوائي، حيث يختار أفراد النوع شريكهم عشوائياً، بدلاً من فرز البالغين بينهم. [ 7 ]

يُتيح التزاوج العشوائي للأنواع الوصول إلى التنوع الجيني عبر تدفق الجينات بكفاءة أكبر من الأنواع أحادية التزاوج . مع ذلك، قد تؤثر عوامل خارجية على التجمعات السكانية، كالجفاف ومحدودية مصادر الغذاء، على طريقة تزاوج أي نوع. [ 8 ] عندما يدرس العلماء تزاوج الأنواع لفهم أسلوب تزاوجها، فإنهم ينظرون إلى عوامل مثل المؤشرات الجينية، والتمايز الجيني، ومخزون الجينات. [ 9 ]

الأنواع المتزاوجة عشوائيا

يُعتبر نبات بانتالا فلافيسينس مجموعة سكانية عالمية متجانسة وراثياً.

يُظهر تجمعٌ عشوائي التزاوج من طحلب Monostroma latissimum ، وهو طحلب أخضر بحري، تنوعًا متجاورًا في جزر جنوب غرب اليابان. وعلى الرغم من عشوائية التزاوج، فإن هذا التجمع آخذٌ في الازدياد تنوعًا. [ 10 ] قد يُجبر نحل داوسون الحفار ، Amegilla dawsoni، على التجمع في مناطق تزاوج مشتركة بسبب التوزيع غير المتكافئ للموارد في بيئته الصحراوية القاسية. [ 8 ] ينبغي اعتبار نبات Pantala flavescens تجمعًا عالميًا عشوائي التزاوج. [ 11 ]

يُعدّ سمك الإسقمري الهندي نوعًا من الأنواع التي تخضع لعملية التزاوج العشوائي.

يتواجد سمك الإسقمري الهندي (Decapterus russelli) في المحيط الهندي. ويُشكّل مخزونًا واحدًا متجانسًا وراثيًا عبر النظام البيئي، ما يعني أن الأمشاج موزعة بالتساوي بين أفراده. ويشير هذا التجانس الوراثي إلى أن الأفراد من مواقع أخرى في المحيط الهندي يتزاوجون فيما بينهم نظرًا لمحدودية التنوع الجيني. ويعود ذلك إلى تأثير عنق الزجاجة الناتج عن النمو السريع بسبب حدث عشوائي. ومع ذلك، لوحظ تباين جيني كبير بين مجموعات سمك الإسقمري الهندي في المحيط الهندي وأرخبيل الهند والملايو، ويعزى ذلك إلى العزلة والعوامل البيئية. [ 12 ]

يُظهر فطر Knoxdaviesia proteae، الذي يعيش على أزهار نبات Protea repens، تنوعًا جينيًا واسعًا وتمايزًا جينيًا ضعيفًا. تعني هذه العوامل الوراثية أن مجتمع الفطر مختلط جيدًا ويحافظ على التزاوج العشوائي بين أفراده من خلال انتشاره الواسع عبر الخنافس. يستخدم هذا الفطر العث للتنقل لمسافات قصيرة، ولكن وُجد أنه بدلًا من ذلك، ينتقل Knoxdaviesia proteae على ظهر الخنافس لتلقيح Protea repens. يسمح هذا بتبادل جيني متكرر نتيجة لتفاعل الفطر مع مستعمرات أخرى بدلًا من استنساخ نفسه. [ 3 ]

  1. يُظهر ثعبان البحر الأمريكي (Anguilla rostrata ) ظاهرة التزاوج العشوائي في جميع أفراد نوعه. وهذا ما يسمح له بامتلاك تنوع ظاهري في نسله والبقاء على قيد الحياة في نطاق واسع من الظروف البيئية. [ 13 ] [ 9 ]
  2. في عام 2016، أجرت مجلة BMC Evolutionary Biology دراسة على سرطان البحر الرخامي (Pachygrapsus marmoratus )، وصنفته كنوع متزاوج عشوائيًا. وأشارت الدراسة إلى أن سلوك التزاوج لدى هذا النوع يتميز بالتمايز الجيني الناتج عن الفواصل الجغرافية في نطاق انتشاره، وليس بالتزاوج العشوائي. [ 14 ]
  3. في بيئة متنوعة كغابات ولاية أوريغون الأمريكية، تُظهر سناجب دوغلاس ( Tamiasciurus douglasii ) أنماطًا محلية للتكيف. في دراسة أجراها تشافيز (2014)، وُجد أن مجموعة من هذه السناجب على امتداد مسار كامل كانت متزاوجة عشوائيًا. وشملت السمات التي لوحظت في هذه الدراسة شكل الجمجمة ولون الفراء، وغيرها.
  4. تبين أن سمك أبو سيف ( Xiphias gladius ) الذي يعيش في المحيط الهندي يشكل مجموعة واحدة متجانسة وراثيًا. وقد أظهرت المؤشرات المستخدمة في الدراسة التي أجراها موثس وآخرون (2013) تجانسًا مكانيًا وزمنيًا كبيرًا في التركيب الجيني، وهو ما يكفي لاعتبار سمك أبو سيف مجموعة واحدة متجانسة وراثيًا.

انظر أيضاً

  • علم الوراثة السكانية
  • علم الوراثة الكمي
  • التزاوج الانتقائي (أحد أشكال التزاوج غير العشوائي، حيث تتزاوج الأنماط الظاهرية المتشابهة)
  • التزاوج غير المتجانس (حيث يتم تهجين الأنماط الظاهرية المتقابلة)
  • الزواج الأحادي : نظام تزاوج يتزاوج فيه ذكر واحد مع أنثى واحدة فقط، وتتزاوج فيه أنثى واحدة مع ذكر واحد فقط، في موسم التكاثر.
  • تعدد الزوجات: نظام تزاوج يقوم فيه الذكر بتخصيب بيض عدة شريكات في موسم التكاثر
  • الانتقاء الجنسي : شكل من أشكال الانتقاء الطبيعي يحدث عندما يختلف الأفراد في قدرتهم على التنافس مع الآخرين على الشريك أو على جذب أفراد الجنس الآخر
  • اللياقة : مقياس للجينات التي يساهم بها الفرد في الجيل التالي، وغالبًا ما يتم التعبير عنها بعدد النسل الباقي على قيد الحياة الذي ينتجه الفرد.

مراجع

  1. ↑ كينغ سي وستانفيلد دبليو دي (1997). قاموس علم الوراثة . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 9780195143249ص 262: "التزاوج العشوائي (panmixis): التزاوج العشوائي على النقيض من التزاوج الانتقائي."
  2. ↑ قاموس ميريام-ويبستر الطبي. "التزاوج العشوائي: التزاوج العشوائي داخل مجموعة تكاثرية."
  3. 1 2 3 4 إيلوارد، جانيكي؛ دراير، ليان L.؛ ستينكامب، إيما تي؛ وينجفيلد، مايكل J .؛ رويتس ، فرانسوا (سبتمبر 2014). "يحدد Panmixia التنوع الجيني لفطر فريد من نوعه منتشر في المفصليات خاص بزهور البروتيا" . البيئة والتطور . 4 (17): 3444–3455 . دوى : 10.1002/ece3.1149 . ردمك 2045-7758 . بمك 4228618 . بميد 25535560 .   
  4. ↑ غايون، جان؛ كوب، ماثيو (1998)، صراع الداروينية من أجل البقاء: الوراثة وفرضية الانتقاء الطبيعي ، مطبعة جامعة كامبريدج، ص 158، ISBN  978-0-521-56250-8
  5. ↑ شودري، سوبراتيم (9 مايو 2014). المعلوماتية الحيوية للمبتدئين: الجينات، والمجينات، والتطور الجزيئي، وقواعد البيانات، والأدوات التحليلية . إلسيفير. ISBN 978-0-12-410510-2.
  6. ↑ "من المصطلحات في علم الأحياء: التزاوج العشوائي" .
  7. ↑ "التزاوج العشوائي" . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) .
  8. 1 2 بيفيريدج، م.؛ سيمونز، LW (2006). “بانميكسيا: مثال من نحلة داوسون المختبئة ( أميجيلا داوسوني ) (غشائيات الأجنحة: أنثوفوريني)”. البيئة الجزيئية . 15 (4): 951– 7. بيب كود : 2006MolEc..15..951B . دوى : 10.1111/j.1365-294X.2006.02846.x . بميد 16599959 . S2CID 22442167 .  
  9. 1 2 بوجولار، ج.م. (2013). " دليل قاطع على التزاوج العشوائي في ثعبان البحر الأمريكي" . علم البيئة الجزيئية . 22 (7): 1761-1762 . Bibcode : 2013MolEc..22.1761P . doi : 10.1111/mec.12143 . PMID 23620904. S2CID 24345855 .  
  10. ↑ باست، فيليكس؛ كوبوتا، ساتوشي؛ أوكودا، كازو (11 نوفمبر 2014). "التقييم الجغرافي التطوري لأنواع مونستروما المتزاوجة عشوائيًا من ساحل كوروشيو، اليابان، يكشف عن التباين المتجاور". مجلة علم الطحالب التطبيقي . 27 (4): 1725-1735 . doi : 10.1007/s10811-014-0452-x . S2CID 17236629 . 
  11. ↑ دانيال تروست؛ فرانك سولينغ؛ هيروشي جينغوجي؛ غوران سالين؛ جيسيكا وير (2016). "دراسة جينية سكانية عالمية لنبات بانتالا فلافيسينس " . PLOS ONE . 11 (3) e0148949. Bibcode : 2016PLoSO..1148949T . doi : 10.1371/ journal.pone.0148949 . PMC 4775058. PMID 26934181 .  
  12. ^ خوسيه، أنجالي. سوكوماران، سانديا؛ رول، سوبال كومار؛ عزيز، ب. عبد؛ كيزاكودان، شوبا جو؛ راج، نينو؛ نيشا، ك.؛ جوبالاكريشنان، أ. (2023-12-21). "تكشف التحليلات الجينية عن وجود بانميكسيا في المياه الهندية والتقسيم السكاني عبر المحيط الهندي وأرخبيل الملايو الهندي لـ Decapterus russelli" . التقارير العلمية . 13 (1): 22860. دوى : 10.1038/s41598-023-49805-8 . ISSN 2045-2322 . 
  13. ↑ كوتيه، كارولين ل.؛ كاستونغواي، مارتن؛ كالوجنايا، ماكويليام؛ كرامب، غوردون؛ بيرناتشيز، لويس (2014). " في غياب التكيف المحلي، والمرونة، وقاعدة الانتقاء المتغيرة مكانيًا: منظور من معايير التفاعل الجينومي في نوع متزاوج عشوائيًا ( Anguilla rostrata )" . BMC Genomics . 15 : 403. doi : 10.1186/1471-2164-15-403 . PMC 4229938. PMID 24884429 .  
  14. ↑ فراتيني، سارة؛ راجيونيري، لابو؛ ديلي، تميم؛ هارير، ألكسندرا؛ مارينو، إيلاريا أ.م.؛ كانيتشي، ستيفانو؛ زين، لورينزو؛ شوبارت، كريستوف د. (2016). "كشف بنية علم الوراثة السكانية باستخدام الحمض النووي للميتوكوندريا في نوع افتراضي من سرطان البحر الساحلي المتزاوج عشوائيًا: حجم العينة يصنع الفرق" . مجلة BMC لعلم الأحياء التطوري . 16 (1): 150. Bibcode : 2016BMCEE..16..150F . doi : 10.1186/s12862-016-0720-2 . PMC 4960869. PMID 27455997 .  
  • خوسيه، أ.، سوكوماران، س.، رول، س.ك. وآخرون. تكشف التحليلات الجينية عن التزاوج العشوائي في المياه الهندية والتقسيم السكاني عبر المحيط الهندي وأرخبيل الهند والملايو لسمكة Decapterus russelli. تقارير علمية 13، 22860 (2023). doi : 10.1038/s41598-023-49805-8
  • أيلوارد، ج.، دراير، ل. ل.، ستينكامب، إ. ت.، وينغفيلد، م. ج.، ورويتس، ف. (2014). التزاوج العشوائي يُحدد التنوع الجيني لفطر فريد ينتشر بواسطة المفصليات، وهو خاص بأزهار البروتياس. علم البيئة والتطور، 4(17)، 3444-3455. doi : 10.1002/ece3.1149

للمزيد من القراءة