개체군 병목현상

개체군 병목현상(個體群瓶-現象)은 집단유전학에서 질병이나 자연 재해 등으로 개체군 크기가 급격히 감소한 이후에 적은 수의 개체로부터 개체군이 다시 형성되면서 유전자 빈도와 다양성에 큰 변화가 생기게 되는 현상으로서, 일반적으로 한 종의 개체수의 상당부분이 죽음을 당하거나 번식을 못해 전체 개체수가 급격히 감소하게 된다.

개요 

일반적으로 집단 병목현상, 혹은 유전자 병목현상은 창시자효과와 더불어 집단의 유전적 빈도에 큰 변화를 가져오는 현상이다. 이는 창시자 효과와 함께 유전적 부동의 원인으로 볼 수 있다. 이 현상은 일반적으로 자연재해에 의한 환경의 변화와 같이 예측하기 어려운 경우 많이 일어나며, 자연선택과 함께 특정 집단의 진화 방향을 결정하기도 한다.

요인 
자연적 요인
 화산의 분화로 인한 특정 개체군의 절멸
 운석의 충돌 등 큰 타격으로 인한 개체군 집단의 절멸
 지진으로 인한 특정 식물 생태계 변화
 늪지대의 형성으로 극상이었던 식물 음수림 개체군의 감소
 기후 변화에 적응 실패한 종의 개체수 감소

인공적 요인
 산업화로 인한 환경 오염
 서식지 파괴로 인한 개체수 감소
 남획

결과

개체군 절멸 및 약화 
병목현상은 자연선택에 의한 빈도변화에 비해 빠르고 무작위적으로 일어나게 되므로 반복적으로 일어날 경우 유전자 다양성이 크게 감소해서 종 전체의 생존을 위협받을 수 있게 되기도 한다. 이는 유전적 부동을 극심화시키며, 유전적 부동률은 개체수와 반비례한다. 따라서 개체군간에 근친교배가 잦아지게 된다. 예를 들어 치타(cheetah)들은 약 1만년 전 빙하기 때 개체수가 급격히 감소하여 병목 현상을 겪었으며, 그로 인해 오늘날 치타들은 분포 지역에 상관없이 서로가 유전적으로 매우 유사하다. 이는 자연계에서 유전정보, 즉 유전자 다양성이 얼마나 중요한지를 보여주는 사례가 되는데, 유전자 다양성이 부족한 개체군의 경우 한번의 집단적 전염병으로 인해 절멸할 수 있다.

진화의 방향 결정 
하지만 이 과정에서 이와같은 변화에서 살아남은 개체군들의 유전자빈도가 크게 증가하게 되므로 진화의 방향이 크게 달라지게 되고, 이후 유전적 다양성을 확보할 수 있게 된다면 종분화가 가능할 수도 있다. 개체군이 나누어졌을때도 개체군 병목현상이 일어날수 있으며, 이는 창시자 효과라고 한다. 병목현상이 일어날 때 이주한 특정 개체군에 의해 창시자 효과가 일어나, 생존한 개체군과 새로 만들어진 개체군과의 유전자빈도가 확연히 다른 경우는 흔히 볼 수 있으며, 이것이 자연선택과 맞물리게 되면서 종분화의 영향을 주는 경우도 많다.

같이 보기 
 진화유전학
 집단 유전학
 창시자 효과

각주 

집단유전학