固定とは、ある対立遺伝子が集団内で固定された対立遺伝子になる過程を指します。 対立遺伝子が固定化されるにはさまざまな方法がありますが、多くの場合、複数のプロセスが一緒に作用することによって固定化されます。 固定化には、自然淘汰と遺伝的ドリフトという2つの重要な原動力がある。 自然淘汰はダーウィンによって提唱され、遺伝的または表現型の違いによって生物の生存に差が生じる多くのプロセスを包含している。 遺伝的ドリフトは、集団内の対立遺伝子頻度が変動するプロセスである。 自然淘汰と遺伝的ドリフトは進化を促進し、進化によって対立遺伝子が固定化されることがある。 これらの自然淘汰の過程で固定化が起こる方法の1つは、ある特定の遺伝子型や表現型が好まれ、その結果、1つの対立遺伝子が固定化されるまで変異が収束することである。 自然淘汰は逆に、2つの対立遺伝子が2つの特定の遺伝子型または表現型に有利に働くことによって固定化され、集団内で分岐が起こり、集団が分離して、それぞれが固定対立遺伝子をもつ2つの種になることもある。 この例としてよく知られているのは、細菌集団における抗生物質耐性の過程である。 抗生物質を使って細菌を殺すと、有利な変異を持つ少数の細菌が生き残り、競争のない環境に再繁殖することができます。 そして、抗生物質耐性を持つ対立遺伝子は、生き残った集団や将来の集団の中で固定対立遺伝子となる。 これは、ボトルネック効果の一例である。 ボトルネックとは、ある集団に強い選択圧がかかり、特定の個体だけが生き残ることである。 しかし、突然変異や移動がないと仮定すると、これらの残存対立遺伝子は将来の集団に残される唯一のものである。
遺伝的ドリフトのような他のランダムな過程によって固定化が起こることもある。 これらのランダムな過程を通じて、いくつかのランダムな個体または対立遺伝子が集団から除去される。 このような対立遺伝子頻度のランダムな変動により、集団内で特定の対立遺伝子が固定化されたり、失われたりすることがあるのです。 右は、連続した世代を徹底することで、集団内の対立遺伝子頻度がランダムに変動している様子を示した画像です。 集団の規模が小さいほど、対立遺伝子の固定化または喪失が速く起こります。 しかし、すべての集団は対立遺伝子の固定化に追い込まれ、それは避けられないことです。ただ、集団の大きさによって、これが起こるまでの時間が異なるだけなのです。
対立遺伝子固定化の他の原因としては、近親交配がある。これは集団の遺伝的多様性を減少させ、したがって有効な集団サイズを減少させるからである。 これにより、遺伝的ドリフトが予想よりも早く固定化を引き起こすことができる。
孤立も固定化の原因となりうるが、これは集団に新しい可変対立遺伝子が流入するのを妨げるからである。 これは集団が限られた対立遺伝子を持っている島嶼集団でよく見られることである。 このような集団に加えられる唯一の可変性は突然変異によるものである
。