Аллель - одно из возможных структурных состояний гена. Любое изменение структуры гена в результате мутаций или за счет внутригенных рекомбинаций у геторозигот по двум мутантным аллелям приводит к появлению нового аллеля этого гена (число аллелей каждого гена практически неисчислимо). Термин "аллель" предложен В. Иогансеном в 1909 г.
Явление генетического дрейфа впервые обнаружили известные ученые-генетики Н.П. Дубинин и Д.Д. Ромашов, а также зарубежные ученые С. Райт и Р. Фишер. С. Райт экспериментально доказал, что в маленьких популяциях частота мутантного аллеля меняется быстро и случайным образом. Его опыт был прост: в пробирки с кормом он посадил по две самки и два самца мух дрозофил, гетерозиготных по гену А (их генотип можно записать Аа). В этих искусственно созданных популяциях концентрация нормального (А) и мутантного (а) аллелей составила 50 %. Спустя несколько поколений оказалось, что в некоторых популяциях все особи стали гомозиготными по мутантному аллелю (а), в других популяциях он был вовсе утрачен, и, наконец, часть популяций содержала как нормальный, так и мутантный аллель. Важно подчеркнуть, что несмотря на снижение жизнеспособности мутантных особей и, следовательно, вопреки естественному отбору в некоторых популяциях мутантный аллель полностью вытеснил нормальный. Это и есть результат случайного процесса - дрейфа генов.
Одна из частых причин дрейфа генов - популяционные волны (колебания численности особей, составляющих популяцию). В природных условиях периодические колебания численности различных организмов очень распространены. На рис. 6.5 в качестве примера показаны изменения численности популяции хищника и жертвы. Особенно сильно колебания численности выражены у насекомых, размер весенней популяции у которых обычно сокращается в тысячи раз по сравнению с осенними популяциями. Случайное выживание редких мутантных особей в период зимовки может увеличить концентрацию данной мутации в тысячи раз.
В разные годы происходит резкое возрастание и падение численности животных, причем изменения численности жертвы как бы опережают численность хищника.
Последствия дрейфа генов могут быть различными. Во-первых, может возрастать генетическая однородность популяции, т.е. ее гомозиготность. Кроме того, популяции, сначала имеющие сходный генетический состав и обитающие в сходных условиях, могут в результате дрейфа различных генов утратить первоначальное сходство. Во-вторых, вследствие дрейфа генов, вопреки естественному отбору, в популяции может удерживаться аллель, снижающий жизнеспособность особей. И, в-третьих, благодаря популяционным волнам может происходить быстрое и резкое возрастание концентраций редких аллелей.