Evoluutiotieteessä termi geenivaranto tarkoittaa kaikkien käytettävissä olevien geenien kokoelmaa, joita voidaan siirtää vanhemmilta jälkeläisille yhden lajin kannassa. Mitä enemmän tuossa populaatiossa on monimuotoisuutta, sitä suurempi geenivaranto on. Geenivarat määrittelevät mitkä fenotyyppejä (näkyvät ominaisuudet) ovat läsnä väestössä milloin tahansa.
Kuinka geenivarat muuttuvat
Geenivarat voivat muuttua maantieteellisellä alueella yksilöiden muuttamisen seurauksena väestöstä tai väestöstä pois. Jos yksilöt, joilla on väestölle ominaisia ominaispiirteitä, muutoin poistuvat, niin geenivarat pienenevät siinä populaatiossa ja piirteitä ei enää voida siirtää jälkeläisiin. Toisaalta, jos uusia yksilöitä, joilla on uusia ainutlaatuisia piirteitä, siirtyy väestöön, ne lisäävät geenivarantoa. Koska nämä uudet yksilöt risteytyivät jo läsnä olevien yksilöiden kanssa, populaatiossa otetaan käyttöön uudenlainen monimuotoisuus.
Geenivarannon koko vaikuttaa suoraan kyseisen populaation evoluutiopolkuun. Evoluutioteorian mukaan
luonnonvalinta toimii väestön puolesta suosimaan ympäristölle toivottuja piirteitä samalla, kun rikkautetaan samalla epäsuotuisat ominaisuudet. Koska luonnollinen valinta toimii väestössä, geenivarat muuttuvat. Suotuisat mukautukset tulevat runsaammiksi geenivarannossa, ja vähemmän toivotut piirteet muuttuvat vähemmän esiintyviksi tai voivat jopa kadota geenivarastosta kokonaan.Väestöt, joissa on suurempia geenivarantoja, selviävät todennäköisemmin paikallisina ympäristön muutokset kuin niillä, joilla on pienemmät geenivarat. Tämä johtuu siitä, että suuremmilla väestöryhmillä, joilla on enemmän monimuotoisuutta, on laajempi ominaisuusalue, mikä antaa heille etunsa ympäristön muuttuessa ja vaatii uusia mukautuksia. Pienempi ja homogeenisempi geenivarat vaarantavat väestön sammuminen jos yksilöitä, joiden geneettinen monimuotoisuus vaaditaan muutoksen selviämiseksi, on vähän tai ei lainkaan. Mitä monimuotoisempi väestö, sitä paremmat sen mahdollisuudet selviytyä suurista ympäristömuutoksista.
Esimerkkejä geenivarannoista evoluutiossa
Bakteeripopulaatioissa yksilöt, jotka ovat antibiooteille vastustuskykyiset todennäköisemmin selviytyvät kaikenlaisesta lääketieteellisestä interventiosta ja elävät riittävän kauan lisääntymiseen. Ajan myötä (melko nopeasti nopeasti lisääntyvien lajien, kuten bakteerien tapauksessa) geenivarat muuttuvat siten, että niihin sisältyy vain bakteereja, jotka ovat resistenttejä antibiooteille. Tällä tavoin syntyy uusia virulenttien bakteerien kantoja.
Suuri osa kasveista, joita viljelijät ja puutarhurit pitävät rikkakasvina, ovat niin sitkeitä, koska niillä on laaja geenivaranto, jonka avulla he voivat mukautua moniin ympäristöoloihin. Toisaalta erikoistuneet hybridit vaativat usein hyvin erityisiä, jopa täydellisiä olosuhteita, koska niillä on on kasvatettu erittäin kapealla geenivarannolla, joka suosii tiettyjä ominaisuuksia, kuten kauniita kukkia tai suuria hedelmiä. Geneettisesti ottaen voitaisiin sanoa, että voikukka on parempi kuin hybridi ruusut, ainakin kun kyse on niiden geenivarannosta.
Fossiilitiedot osoittavat, että karhulajien koko Euroopassa muuttui peräkkäisten jääkausien aikana suurempien karhujen kanssa hallitsevat ajanjaksoina, jolloin jäälevyt peittivät aluetta, ja pienemmät karhut hallitsivat jäälevyjen aikana vetäytyivät. Tämä viittaa siihen, että lajeilla oli laaja geenivaranto, joka sisälsi geenejä sekä suurille että pienille yksilöille. Ilman tätä monimuotoisuutta lajit ovat saattaneet sukupuuttoon sukupuuttoon jääkauden aikana.