Deriva genetica

La deriva genetica, ossia la modifica CASUALE della variabilità genetica in una popolazione, fu teorizzata, negli anni Venti del Novecento, dal genetista americano Sewall Wright. La sua idea faticò ad affermarsi, perché non sembrava coerente con la teoria della selezione naturale. Gli studi condotti negli anni successivi hanno mostrato senza ombra di dubbio che la deriva è un fenomeno reale e che, in certi casi, può risultare decisiva per determinare le caratteristiche di una popolazione.

Quando una popolazione, prima estesa su vasti spazi, si frammenta in piccoli gruppi isolati, si può creare un cambiamento evolutivo indipendente dalla selezione naturale. Il limitato numero di individui e il loro isolamento permettono variazioni delle frequenze geniche estremamente ampie e totalmente casuali, cosicché nelle generazioni successive si può avere la prevalenza di alcuni geni e la scomparsa di altri, indipendentemente dal fatto che ciò sia favorevole per gli individui.

Facciamo un esempio. Pensiamo di prendere, senza guardare, due caramelle da un vaso che ne contiene 100 di due tipi diversi cinquanta al gusto di limone e cinquanta al gusto di cioccolato. Se prendiamo due caramelle UGUALI, ci vengono regalate altre dieci caramelle dello stesso gusto. La deriva genetica funziona nello stesso modo. Le caramelle rappresentano due forme diverse di uno stesso gene che determinano, nei discendenti, una caratteristica SOLO se entrambi i genitori possiedono due geni uguali. quindi nella popolazione originale questa caratteristica potrà esistere ma avrà una frequenza bassa. Le caramelle pescate rappresentano una parte di una popolazione che si è allontanata da quella originale. Le caramelle regalate rappresentano i discendenti della parte di popolazione che si è allontanata. Come si può immaginare nella nuova popolazione la variabilità è diminuita e la caratteristica determinata da questi geni avrà una frequenza maggiore rispetto alla frequenza della stessa caratteristica nella popolazione originale.

Che il numero dei componenti di una popolazione sia elevato, come in una grande città, o minuscolo, come in un paese, la deriva genetica è sempre in azione, anche se in presenza di grandi numeri i suoi effetti si manifesta molto più lentamente. 

Effetto del fondatore

Pochi individui si staccano dalla popolazione di partenza ed emigrano da un'altra parte, fondando una nuova popolazione. Nella nuova popolazione la variabilità di un insieme di caratteristiche (di geni) sarà diminuita perché solo pochi individui hanno dato luogo alla nuova popolazione. 

I gruppi che per primi hanno colonizzato le Americhe, traversando lo stretto di Bering (che ai tempi era la Terra di Beringia, ricoperta dai ghiacci), erano con ogni probabilità di dimensioni molto piccole. È possibile che nessuno di loro avesse un gruppo sanguigno dei tipi A e B, perché questo gruppo è completamente assente nei loro discendenti di oggi, che sono tutti di gruppo 0. Se le cose sono andate così, nella scomparsa del gruppo 0 tra la gran maggioranza degli amerindi, deve essersi trattato di un fatto del tutto fortuito, perché i gruppi A e B sono diffusi in tutto il mondo, anche in quelle zone dell’Asia nordorientale da cui provenivano quei primissimi scopritori dell’America

 Effetto del collo di bottiglia

Quando molti individui di una popolazione muoiono o perdono la facoltà di riprodursi in qualche modo o vengono uccisi per qualche ragione, quelli che rimangono avranno solo alcuni tipi di caratteristiche (geni) rispetto alla popolazione di partenza. Anche in questo caso la variabilità genetica della nuova popolazione sarà molto più bassa. 

Per capire come agisce, prendiamo l’esempio di una popolazione che abita su un’isoletta del Pacifico, l’atollo di Pingelap, in Micronesia. Secoli fa, vi è comparsa una mutazione che determinava una una forte miopia e altri disturbi della vista (le persone affette da questa mutazione vedevano solo il bianco e il nero). Questo svantaggio, però, non condizionava la capacità di sopravvivenza degli individui per cui la frequenza di questo gene nella popolazione poteva aumentare o diminuire, cioè variare, in modo sostanzialmente casuale di generazione in generazione. A Pingelap, la carestia, che nel 1775 ha fatto seguito a un tifone ha lasciato solo 30 sopravvissuti, uno dei quali colpito da questa forma di mutazione . Negli anni Sessanta, al tempo di questa rilevazione, la frequenza che determina questa malattia (compresi i portatori sani infatti per essere malati è necessaria la presenza di due forme dello stesso gene nel DNA dell'individuo) era del 23% circa: è una frequenza altissima per una malattia genetica..

Un altro esempio di collo di bottiglia è offerto dai ghepardi. Durante l’ultima era glaciale, questa specie arrivò molto vicina all'estinzione e ne sopravvissero probabilmente poche unità. Questo ha fatto sì che la varietà genetica tra i ghepardi sia molto bassa; ciò è confermato dal fatto che è possibile eseguire un trapianto di pelle tra due ghepardi senza che vi sia alcun rigetto, tanto il patrimonio genetico di donatore e ricevente sono simili.

cambiamento delle frequenze di un gene di generazione in generazione, per effetto della deriva genetica