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Polski🧬 Genetische Drift
Simuliere genetische Drift mit dem Wright-Fisher-Modell. Beobachte, wie Allelfrequenzen in endlichen Populationen zufällig wandern, bis Allele fixiert oder verloren werden, sieh den Rückgang der Heterozygotie und vergleiche Replikat-Populationen.
Über diese Simulation
Diese Simulation modelliert genetische Drift auf einem Gitter, das eine vereinfachte Population repräsentiert. Jede Generation zieht eine neue Stichprobe von Allelen aus der vorherigen, sodass die Allelfrequenz zufällig wandert, bis sie entweder fixiert (100 Prozent) oder verloren (0 Prozent) ist. Kleinere Populationen driften schneller zur Fixierung als große.
🔬 Was sie zeigt
Zufällige Veränderung der Allelfrequenzen (Wright-Fisher): endliche Populationen ziehen jede Generation neue Allel-Stichproben, wobei die Drift bei kleinem N schneller zur Fixierung führt.
🎮 Bedienung
Stelle Populationsgröße N, Anfangsfrequenz, Anzahl der Replikate sowie Selektion/Mutation ein oder wähle eine Voreinstellung. Beobachte, wie die Trajektorien zur Fixierung oder zum Verlust driften und die Heterozygotie zerfällt.
💡 Wussten Sie schon?
Ein Flaschenhals von nur wenigen Generationen kann die effektive Populationsgröße noch viele Generationen danach senken — das erklärt, warum Arten mit großer heutiger Populationsgröße dennoch geringe genetische Vielfalt zeigen können, wenn sie kürzlich einen Flaschenhals durchlaufen haben (z. B. Geparden, nördliche See-Elefanten).
Häufig gestellte Fragen
Wie unterscheidet sich genetische Drift von natürlicher Selektion?
Natürliche Selektion verändert Allelfrequenzen systematisch aufgrund unterschiedlicher Fortpflanzungsfitness — vorteilhafte Allele nehmen über Generationen hinweg in vorhersehbarer Richtung zu. Genetische Drift verändert Allelfrequenzen zufällig durch Stichprobenzufall bei der Fortpflanzung — selbst ein nachteiliges Allel kann durch Glück häufiger werden oder sich sogar fixieren, besonders in kleinen Populationen. In großen Populationen dominiert die Selektion; in kleinen Populationen kann Drift die Selektion überwältigen, sodass sich schädliche Mutationen ansammeln können (genetische Erosion) und vorteilhafte Mutationen durch Zufall verloren gehen können.
Was ist Allel-Fixierung und wie schnell geschieht sie?
Fixierung tritt ein, wenn ein Allel eine Frequenz von 1 (100 Prozent) erreicht — es ist dann das einzige Allel an diesem Locus in der gesamten Population, und alle anderen Allele sind verloren. In einem neutralen Modell (ohne Selektion) beträgt die erwartete Zeit bis zur Fixierung ausgehend von der Frequenz p ungefähr −4N(p·ln(p) + (1−p)·ln(1−p)) Generationen — grob 4N Generationen für eine neue Mutation (p = 1/2N). Bei einer Population von 100 dauert die Fixierung rund 400 Generationen, bei 10.000 rund 40.000 Generationen. Einmal fixiert, kann das Allel nur noch durch neue Mutation verändert werden.
Was ist die effektive Populationsgröße (Ne)?
Die effektive Populationsgröße Ne ist die Größe einer idealisierten Wright-Fisher-Population, die dieselbe Driftrate zeigen würde wie die tatsächliche Population. Reale Populationen weichen vom Ideal ab wegen ungleicher Geschlechterverhältnisse, unterschiedlichem Fortpflanzungserfolg, überlappenden Generationen und schwankender Populationsgröße. Ne ist fast immer kleiner als die gezählte Populationsgröße N — oft dramatisch kleiner. Ein Flaschenhals von nur wenigen Generationen kann Ne noch viele Generationen danach reduzieren, was erklärt, warum Arten mit großer heutiger Zählgröße trotzdem geringe genetische Vielfalt zeigen können, wenn sie kürzlich einen Flaschenhals durchlaufen haben (z. B. Geparden, nördliche See-Elefanten).