توضیح تنوع ژنتیکی

تنوع ژنتیکی، اساس و پایه‌ی تنوع زیستی در نظر گرفته می‌شود. تنوع زیستی خلاصه‌ی تجمعی تمام ویژگی‌ها و مشخصه‌های ژنتیکی موجود در ژنوم تمام جمعیت‌ها و یا گونه‌ها است.
آفریقا سطح تنوع ژنتیکی بالاتری نسبت به مناطق دیگر جهان دارد.
واژه‌ی تنوع زیستی به میزان تنوع در تمام نهادهای زیستی درون اکو سیستم اشاره می‌کند. تنوع زیستی اغلب بیانگر خلاصه‌ی تجمعی تمام ژن‌ها، گونه‌ها و اکو سیستم‌های منطقه‌ا‌ی ویژه است. در نتیجه می‌تواند در سه سطح مربوط به هم، مورد مطالعه قرار گیرد : ژنتیک، گونه‌ها و اکو سیستم. سطح ژنتیک، پایه و اساس را تشکیل می‌دهد. تنوع ژنتیکی در موجودات زنده، ریشه‌ی تمام سازگاری‌ها یا متغیرهای ژنتیکی را تشکیل می‌دهد و اساس تکامل و انتخاب طبیعی است. تنوع ژنتیکی گونه‌ها زمینه را برای آنها فراهم می‌کند تا قادر به سازگاری با محیط تغییر پذیر خود باشند. تنوع ژنتیکی به داشتن ویژگی‌های ژنتیکی مختلف در گونه‌ها اشاره می‌کند که بسته به شرایط محیطی شایع می‌توانند توضیح داده شوند یا نشوند. اما این واژه نباید با اختلاف و تغییر ژنتیکی اشتباه گرفته شود.
اختلاف ژنتیکی به شیوع دو یا چند فرم آللیک ژن ویژه در یک جمعیت اشاره می‌کند اما تنوع ژنتیکی به شیوع گستره‌ی متنوعی از ژن‌ها در انبار ژن موجودات زنده اشاره می‌کند. بنابراین اختلاف با افراد، اما تنوع با کل جمعیت یا گونه‌ها سر و کار دارد. تنوع ژنتیکی می‌تواند به عنوان ترکیبی از اختلاف‌ها و متغیرها (تمایل به تغییر در گونه‌ها) در نظر گرفته شود. این ترکیب به گونه‌های زیستی کمک می‌کند تا با تغییرات محیط خود سازگار باشند. این تغییرات می‌توانند ناشی از تغییر در اندازه‌ی جمعیت، شرایط آب و هوایی، بلایای طبیعی، آمدن یا رفتن گونه‌های رقیب و غیره باشند.

منابع تنوع ژنتیکی :

جهش‌ها :

در جهش خط جنین، تغییر در ترتیب DNA به نوزاد موجودات زنده منتقل می‌شود. در این حالت، این جهش‌ها ممکن است تجمع یابند و موجب نقایصی در ژنوم شوند که نهایتاً می‌تواند کشنده و مهلک باشد و موجب شود خط بمیرد. از طرف دیگر، برخی جهش‌ها می‌توانند توسط ژنوم حفظ شوند و در نهایت بعد از گذشت زمانی، منجر به ظهور ویژگی جدیدی بشوند مثلاً موجب تکامل و تحول ژن بشوند. این حالت، تنوع ژنتیکی آن موجود زنده را افزایش خواهد داد. در برخی موارد، تحول ژن‌های جدید می‌تواند نتیجه‌ی شدیدی داشته باشد و سبب شکل گیری گونه‌های کاملاً جدید بشود. اما این فرآیند بسیار کند است و در طول بازه‌ی زمانی طولانی رخ می‌دهد ولی در این حالت، تنوع حقیقی در طبیعت بروز می‌کند و موجب تکامل و تحول می‌شود.

گونه زایی :

گونه زایی به خلق گونه‌های جدید اشاره می‌کند. فاکتور تمایز کننده بین گونه‌های قدیمی و گونه‌های جدید این است که آنها قادر به تولید مثل با یک دیگر نیستند. گونه زایی از طریق فرآیندهای چندگانه‌ای رخ می‌دهد که شامل جدایی جغرافیایی، رقابت و کروموزوم‌های چند برابر تعداد اصلی است.
• جدایی جغرافیایی وقتی رخ می‌دهد که یک پدیده‌ی طبیعی موجب جدایی سکونت گاه به حالتی شود که بخشی از جمعیت از جمعیت اصلی جدا شود بدون این که پیوستگی دوباره به آن داشته باشد. در نهایت افراد جدا شده با محیط جدید خود سازگار می‌شوند و با سرعت مختلف و در جهت متفاوتی نسبت به جمعیت والد خود تکامل می‌یابند و باعث می‌شود به حدی از هم اختلاف پیدا بکنند که از نظر جنسی با جمعیت اصلی خود سازگار نشوند. آنها تحول می‌یابند تا گونه‌های جدیدی را شکل دهند. هم چنین این اثر وقتی دیده می‌شود که گونه‌ها از سکونت گاهی به سکونت گاه جدیدی کوچ ‌کنند.
• گونه زایی رقابتی وقتی رخ می‌دهد که با رسیدن گونه‌های مختلف در یک سکونت گاه که از یک منبع غذایی استفاده می‌کنند، آن منبع غذایی محدود شود. در چنین سناریوهایی، بخش‌های مشخصی از جمعیت، تغییرات را تجربه خواهند کرد و خودشان را برای بهتر شدن در کسب غذا و حفاظت از کنار گذاشته شدن، سازگار خواهند کرد. در نتیجه از نظر رشد جمعیت، افرادی که بهتر سازگار شده‌اند، شانس بهتری برای تولید مثل دارند چون توانایی بیشتری برای دست یابی به غذای ایمن نسبت به افراد دیگر که به منابع غذایی دیگر منتقل شده‌اند، دارند. در نتیجه زایش انتخابی بخش تقویت شده‌ی گونه‌ها، سرانجام منجر به این خواهد شد که آنها گونه‌های مجزایی شوند.
• کروموزوم‌های چند برابر تعداد اصلی، بیشتر در گیاهان مشاهده می‌شود تا گونه‌های حیوانی. این به این علت است که فرآیندهای تولید مثل حیوانات نسبت به گیاهان، به تغییرات کروموزومی ناخالص حساس‌تر است. اما کروموزوم‌های چند برابر تعداد اصلی در گیاهان، تقریباً یک پدیده‌ی رایج است. کروموزوم‌های چند برابر تعداد اصلی به حضور بیش از دو نسخه کروموزوم در ماده‌ی ژنتیکی موجود زنده، اشاره می‌کنند. در گیاهان، موارد خود – باروری کاملاً رایج است، هم چنین مواردی وجود دارند که گونه‌های مشابه به طور موفقیت آمیز به هم دیگر پیوند زده شده‌اند. به همین خاطر، اثر کروموزوم‌های چند برابر تعداد اصلی می‌تواند به طور آنی در فرزندان بعدی دیده شود. رایج‌ترین مثال این اثر، گندم مشترک است که شامل شش ست کروموزوم است. آن نتیجه‌ی پیوند بین تریتیکوم اورارتو دو تایی و آئگیلوپس اسپلتوئیدس دو تایی است که منجر به تریتیکوم تورگیدوم شده است که 4 ست کروموزوم دارد. در نهایت، تریتیکوم آئستیووم با پیوند بین تریتیکوم تورگیدوم با آئگیلوپس توسچی دو تایی به دست می‌آید.

خطاهایی در میوز :

در مرحله‌ی اول تقسیم سلولی میوز در گیاهان و حیوانات، پیوند بین کروماتید‌ها رخ می‌دهد و موجب تعویض مواد ژنتیکی بین دو کروماتید خواهر مشابه می‌‌شود. مخلوط کردن ژن‌های کروماتیدهای والد موجب افزایش تنوع ژنتیکی فرزندان می‌شود. در حالتی که پیوند بین کروماتیدها جدا نشود و در طول جدایش کروموزومی متصل بمانند، یک سلول دختر کروموزم اضافی به دست می‌آید با این که دیگری خالی از کروموزوم می‌ماند. این کار، تنوع را در یک سلول افزایش می‌دهد اما هم زمان در سلول دیگر کاهش می‌دهد.
در طول تقسیم میوز، جابجا شدگی و تغییرات ساختاری کروموزومی می‌تواند منجر به شکل گیری کروماتیدهای خواهر غیر مشابه ‌شود. در چنین اتفاقی، بار ژن‌هایی که در هر سلول دختر پخش می‌شود، فرق خواهد کرد و موجب القای تنوع در مواد ژنتیکی هر سلول دختر خواهد شد. اما در برخی موارد، چنین خطاهایی می‌تواند برای سلول دختر یا فرزند، کشنده باشد.

عوامل موثر بر تنوع ژنتیکی :

وقوع انقراض :

هر واقعه یا فرآیند تدریجی که انقراض گونه‌ها را به نهایت برساند موجب از دست رفتن تنوع ژنتیکی ارائه شده توسط گونه‌های گیاهی یا حیوانی می‌شود. کل گونه‌ها ممکن است به خاطر انقراض انبوه مثل عصر یخبندان و یا شهاب سنگ و انفجار آتش فشان که دایناسورها را از بین برده، از بین بروند. ممکن است گونه‌ها به طور انفرادی به خاطر شکار بی‌رویه به عنوان منبع غذا و یا کالای با ارزش، منقرض شده باشند. برای مثال، پرندگان دودو به عنوان منبع غذایی مناسب شکار شدند چون قادر نبودند در تاکتیک‌های فرار شرکت کنند. هم چنین کرگدن به علت شکار به خاطر شاخ خود به مرز انقراض رسید. ممکن است گونه‌ها به خاطر تغییر اکو سیستم خود، انقراض را تجربه کرده باشند. یک مثال برای این می‌تواند جنگل زدایی برای بهره برداری از زمین و احداث شهرها و کارخانه‌ها باشد. این کار منجر به تخریب آن اکو سیستم و تمام گونه‌های بومی درون آن خواهد شد. در برخی موارد نیز، ژن‌های ویژه‌ای در یک ارگانیسم، به خاطر ناتوانی در انتقال به نسل بعدی، منقرض شدند.