先引用一段維基百科對遺傳漂變的描述:
遺傳漂變（又稱基因漂變，英語：genetic drift）是指種群中基因庫在代際發(fā)生隨機改變的一種現(xiàn)象。由于任何一個個體的生存與繁殖都受到隨機因素的影響，繁殖過程可視作一種抽樣，子代攜帶的等位基因即是對親代抽取的一種樣本桐汤。這一過程中的抽樣誤差使子代中的等位基因頻率與親代并不相等，尤其是在小種群中靶壮。遺傳漂變可能改變某一等位基因的頻率怔毛，甚至致其完全消失，進(jìn)而降低種群的遺傳多樣性腾降。一般情況下拣度，種群的生物個體的數(shù)量越少，遺傳漂變的效應(yīng)就越強螃壤。遺傳漂變是生物進(jìn)化的關(guān)鍵機制之一抗果。
概率模型
為解釋遺傳漂變，可用瓶子中的20個小球來代表某種群及其20個初始個體奸晴。其中半數(shù)小球是紅色冤馏，半數(shù)是藍(lán)色，代表種群中的兩種等位基因寄啼。每一代的生物體都隨機繁殖逮光。模擬繁殖的方法是從第一瓶中隨機選取一個小球，并在第二個瓶中投入一個同色球辕录，直到裝滿20個新球為止睦霎。第二個瓶子表示種群的第二代個體。相比上一代走诞，由小球數(shù)量表示的等位基因頻率通常會發(fā)生改變，除非瓶中恰好有10個紅色蛤高、10個藍(lán)色球蚣旱。
重復(fù)幾次，以隨機“繁殖”每一代的小球戴陡。每一代中取到的紅球塞绿、藍(lán)球的累計數(shù)目都會上下浮動，有時紅球多些恤批，有時相反异吻。這正是遺傳漂變——由代際等位基因分布的隨機改變所導(dǎo)致的基因頻率變化。
若在某一代，選取的所有小球都是同一顏色诀浪，那么這一等位基因就被固定棋返，另一等位基因則永久丟失，而接下來的所有后代都將攜帶同一種等位基因雷猪。在較小的種群中睛竣，某一等位基因可能在幾代之內(nèi)就被固定下來。
隨機抽樣與二項分布
設(shè)想一個帶有A求摇，a兩種等位基因的射沟，足夠大的種群。兩種等位基因都是中性的与境，不影響生物體生存验夯、繁殖。其頻率均為1/2摔刁，而基因型頻率分別為Aa=1/2挥转，AA=1/4，aa=1/4簸搞。假定出于某種環(huán)境因素扁位，有4個個體遷移出去，形成了一個小而孤立的新種群趁俊。雖然這4個個體的選擇完全隨機域仇，但是新種群中A、a的基因頻率很可能不再是1/2寺擂。不僅如此暇务，它們有1/256的概率全帶有aa基因型。4個個體還對應(yīng)著8個配子怔软；每個配子都帶有A垦细、a之一。于是挡逼，新種群的基因構(gòu)成有9種可能括改，且滿足二項分布。
對于任何一個有限大的種群家坎，以上的推算都成立嘱能。如果種群大小為N且在繁殖前后保持不變，對于一個頻率為p的等位基因A虱疏，由二項分布可以確定它在下一代的頻率期望仍為p惹骂。然而，A的頻率將會出現(xiàn)上下浮動做瞪，還存在著在下一代消失的可能性对粪，且基因頻率越低，被丟棄的概率就越高。經(jīng)過足夠多代以后著拭，該種群必然出現(xiàn)全部個體都為某一等位基因純合子的情形纱扭。
R語言實現(xiàn)
drift <- function(N,iFreq,Gen,Rep){
Frequency<-numeric(Gen+1)
Num<-numeric(Gen+1)
Generation<-numeric(Gen)
par(new=F)
for(j in 1:Rep){
Frequency[1]<-iFreq
for(i in 1:Gen){
Generation[i]<-i
Num[i]<-rbinom(1,N,Frequency[i])
Frequency [i+1]<-Num[i]/N
}
Generation[i+1]<-i+1
plot(Generation, Frequency, ylim=c(0, 1), xlim=c(1, Gen), type="l", lty=1, col=j)
par(new=T)
}
}
drift(100,0.5,1000,100)
