遺伝的浮動（遺伝的ドリフト）とは：小規模集団での遺伝的多様性喪失と進化への影響

遺伝的浮動（遺伝的ドリフト）—小規模集団で進行する遺伝的多様性の喪失と進化への影響を分かりやすく解説。保全や適応の課題を具体例で紹介。

遺伝的ドリフト（遺伝的ドリフトとも呼ばれる）は、ある生物の集団内で起こる確率的・偶然的な遺伝子頻度の変動を指します。ドリフトの効果は、特定の対立遺伝子が偶然に失われたり固定されたりすることで、集団から遺伝的変異が減少する点にあります。

遺伝的変動を生み出す力と失わせる力

自然集団では複数の力が働いて遺伝的多様性のバランスを決めます。たとえば、突然変異や組み換えは新たな変異を導入して多様性を増やします。一方で、選択、移入（移出）、そして今回の主題であるドリフトは変異を失わせる方向に働くことがあります。ドリフトはこれらの「失わせる力」の一つです。

メカニズムと基本的性質

種や交配集団には通常、多くの遺伝的変異があり、これらは染色体上の多数の遺伝子座（遺伝子の位置）における異なる対立遺伝子の形で存在します。対立遺伝子の頻度変化は通常、自然淘汰（ある形質の個体が他より多く子孫を残すこと）によって説明されますが、小集団では確率的なゆらぎ（ドリフト）が支配的になりやすいです。

ドリフトの重要な特徴：

• 小さな集団ほど影響が大きい：個体数が少ないほど、世代ごとのランダムな出生・死亡の偏りが遺伝子頻度に与える影響が大きく、結果として対立遺伝子の損失や固定が早く進みます。
• 中立進化との関係：選択がほとんど働かない（中立的な）対立遺伝子に対して、ドリフトは主要な進化過程になります。中立対立遺伝子が固定する確率は、その初期頻度に等しい（例：個体群中に一つしかない新生突然変異の固定確率は約1/(2Ne)）という単純な性質があります。
• ヘテロ接合度の低下：ドリフトは集団のヘテロ接合性（異なる対立遺伝子を持つ割合）を減らします。期待されるヘテロ接合度の減衰は近似的に H_t = H_0 × (1 − 1/(2Ne))^t で表され、Neは有効個体数（後述）です。

「小さい」とは何か — 有効個体数（Ne）

「個体群が小さい」とは単に個体の数（Census size）だけで決まるわけではありません。遺伝的ドリフトの強さを決めるのは有効個体数（Ne）で、実際に遺伝的変動に寄与する個体の数を意味します。Neは以下の要因で実効的に小さくなり得ます：

• 世代間や年ごとの個体数変動（ボトルネック）
• 繁殖成功の個体間差（ごく一部が多く子を残す）
• 偏った性比（オスやメスが少ない）

そのため、実際の個体数が500でも、Neが100程度であればドリフトの影響は強くなります。一般的に、50個体は小さい、5000個体は大きい、500個体は場合により「小さい」と見なされるといった感覚はありますが、最終的にはNeで判断します。

ボトルネックと創始者効果

急激な個体数減少（ボトルネック）や、ごく少数の個体が新しい場所を開拓する場合（創始者効果）は、ドリフトの効果を強めて集団の遺伝的多様性を劇的に減少させます。歴史的なボトルネックはその後の集団の脆弱性（病気や環境変化への感受性増大）につながることが知られています。

ドリフトと自然選択の相互作用

ドリフトは弱い選択と競合します。選択係数をsとすると、選択の効果がドリフトに勝るためにはおおむね |s| ≫ 1/(2Ne) である必要があります。逆に、選択が弱い（|s| ≪ 1/(2Ne)）場合、ドリフトにより有利な変異が失われたり、不利な変異が偶然固定したりすることがあります。

実例と生物学的意義

ドリフトは島嶼生物や断片化された生息地の小さな個体群、あるいは開発や狩猟で個体数が激減した集団で顕著に観察されます。保全生物学では遺伝的多様性の保持が重要視され、ドリフトを緩和するために個体群の結合（移入の促進）や飼育下での遺伝管理が行われます。

管理・保全への示唆

ドリフトによる遺伝的多様性の喪失を防ぐための対策例：

• 個体数（特に有効個体数）を増やすこと
• 遺伝的交流（異なる集団間の移入）を促進して遺伝子流動を維持すること
• 人工的な繁殖計画で遺伝的代表性を保つこと（近親交配の回避、均等な繁殖寄与の確保）

まとめ

遺伝的ドリフトは、小規模あるいは有効個体数が小さい集団で特に強く働き、遺伝的多様性を偶然に失わせる重要な進化要因です。選択、突然変異、遺伝子流動と並んで進化を理解する上で欠かせない概念であり、生態学・保全生物学・集団遺伝学において実務的な意味合いを持ちます。

質問と回答

Q:遺伝的ドリフトとは何ですか?

Q:集団に遺伝的変異を加える力にはどのようなものがありますか?

Q:集団から変異を除去する要因はありますか?

Q:遺伝的ドリフトは、集団内の遺伝的変異をどのように減少させるのですか?

Q:突然変異は、集団に遺伝的変異を加えるものの一例ですか?

Q:突然変異と組換え以外に集団に遺伝性の変異を加えることができる力は何ですか?

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