Populyatsionnayagenetika - sectiune a geneticii care studiază legile și regularitățile microevoluție.
Structura evolutivă elementară a unei populații, și studiul modelelor genetice ale vieții populației ne permite să înțelegem interacțiunea și relația factorii de evoluție.
Populația - o comunitate de persoane de un anumit tip, origine legată, de reproducere și de teritoriu comun. Această definiție a populației - cea mai frecventă.
Însăși comunitatea se dezvoltă sub influența condițiilor de viață pe baza interacțiunii a trei factori: ereditatea, variație și selecție.
Structura genetică a populației
Fiecare populație este caracterizată prin structura sa genetică. care este o caracteristică importantă a frecvenței de apariție a alelelor și genotipurilor. Întregul set de gene dintr-o populație dată se numește eogenofondom.
Structura genetică a populației pot fi diferite.
organisme perekrostnooplodotvoryayuschihsya structura genetică. În acest caz, populația este generată de persoane aleatoare de trecere liberă cu genotipuri diferite, adică, panmixia pe bază.
În 1908 G. H. Hardi (Ing. Mat.) Și B. Weinberg (medic german) a propus în mod independent, o formulă care prezintă genotipurile panmictic de distribuție în populația din care rezultă că moștenirea, ca atare, nu schimbă frecvența alelei și genotip în populație.
Dacă există doar două alele, determinarea formulei semn este după cum urmează:
p - alela dominantă
q - alela recesivă
p + q = 1 Cantitatea de alele ale valorii frecvenței un locus
p2 + 2pq + q2 = 1 Frecvența formei homozigote și heterozigote în
populație condiții p2 + q2 + + 2pq + r2 2PR + 2qr = 1 traversată liber
într-un mediu stabil.
De exemplu: Să presupunem că frecvența alelei A este de 0,8. precum și alele - 0, 2. Apoi, frecvențele genotipurilor vor fi:
0,64 0,32aa AA + + 1 = 0,04aa
Este ușor de văzut că, păstrând frecvența originală și alele: A și 0,8 și 0,2.
Cunoscând frecvența homozigoților recesive, suficient pentru a lua rădăcina pătrată a valorii obținute, și vom găsi frecvența alelei recesive. Frecvența alelei dominantă va fi p = 1-q. Astfel, determinarea frecvenței alelelor A și o, putem afla frecvențele tuturor genotipurilor din populație.
Într-un sens strict, legea Hardy-Weinberg se aplică populațiilor infinit de mari dimensiuni în care panmixia și care nu acționează asupra unor astfel de factori externi. Numai în aceste condiții, populația este în echilibru, și anume, frecvența genotipurilor și alele în ea constante. Evident, aceasta este o reprezentare perfectă a populației este realizat niciodată în natură. Pe populația este în mod constant, există numeroși factori interni și externi care încalcă echilibrul, care va fi discutat mai târziu.
Structura genetică a populației organismelor de auto-fertilizare și dinamica acesteia. Populația organismelor de auto-fertilizat reprezentate linii genotipic diverse. In acest caz, genele în stare heterozigotă se va deplasa întotdeauna în stare homozigotă. Prin urmare, populațiile auto-fertilizat de specii sunt reprezentate în principal de forma homozigotă. Rețineți, totuși, că procesul de mutageneză în mod constant de funcționare contribuie la apariția liniilor nete cunoscute eterogenitate.
Evoluția biologică - un proces de schimbare și divergența formelor biologice în timp. Această variație și divergență bazată pe două fenomene principale: variabilitatea și schimbarea în frecvențele de apariție ale alele și genotipuri. O modificare a frecvențelor alelelor și genotipurilor este esența evolutive evenimente elementare, care este o condiție necesară pentru procesul evolutiv.
Schimbarea alelele și genotipurile posibil datorită acțiunii frecvenței de selecție a mutațiilor, migrația, păsări, drift genetic aleator (modificări ale dimensiunii populației), izolarea, selectivă, assortative, trecere. Toți acești factori, care acționează în populație, se numesc factori ai dinamicii populației.
proces Mutation. Aceasta este baza apariției eterogenității populației. Datorită prezenței procesului de mutație este dificil să vorbim despre existența unor adevărate linii pure pentru o lungă perioadă de timp.
Genotipurile de organisme dintr-o populație bogată într-o varietate de mutatii, care sunt cel mai frecvent întâlnite în stare heterozigotă. Odată cu creșterea concentrației de mutație crește probabilitatea de tranziție în stare homozigotă.
În fiecare generație, fondul genetic poate fi completată cu un număr semnificativ de noi mutații. Acest proces se numește presiune mutațional. Prin urmare, frecvența diferitelor alele ale genelor din populație se va schimba în funcție de presiunea mutatiei, adică, raportul frecvența mutațiilor directe și inverse. Răspândirea mutației în populație nu depinde numai de mutabilitatea acestei locus (adică, variabilitate puternică sau slabă a genei sub diferite influente), dar și asupra gradului de impactul acesteia asupra viabilității individului.
Selecție. heterogenitate genetică este larg comun în populațiile naturale, este baza eficacității selecției naturale. Selecția acționează asupra fenotipului și indirect afectează schimbarea frecvențelor alelelor. În funcție de ce fel de influență selectarea semnelor, există trei tipuri de selecție:
-. stabilizator - contribuie la valorile caracteristice medii de conservare;
- perturbator - ajută la stabilizarea valorilor caracteristice extreme;
- de conducere sau direcționată - promovează caracteristica continuă schimbare într-o anumită direcție.
Rata de eliminare a alelelor dominante și recesive în populație variază. Organisme care transportă dominant letale gena sau genele sterilitate sunt eliminate prin selecție, chiar și în heterozigote, adică gena dominantă în fiecare generație este sub controlul selecției.
mutații recesive în contrast cu dominantă, poate fi într-o populație ascunsă, starea de heterozigot, se acumulează, creând o rezervă uriașă mutație. Acestea sunt supuse unei selecții numai în cazul statului homozigotă. De aceea, selectarea genelor recesive este mai puțin eficace decât dominant. Destul de des, heterozigotii sunt mai viabile. Din acest motiv, heterozigoți au un avantaj selectiv.
Astfel, selecția este un factor crucial pentru divergenta speciei. Aceeași selecție naturală cauzată de factori abiotici și biotici care alcătuiesc mediul pentru organismul individual, cât și pentru populația în ansamblu. Factorul numai de ghidare.
fluxul de gene sau de migrare. Fluxul genetic este schimbul de gene între populații. Migrația schimbă frecvența alelei este mult mai rapid decât mutație. Efectul dinamicii fluxului de gene ale populațiilor de organisme diferite depinde de viteza de propagare a gameților și distanța dintre populațiile locale.
Mărimea populației și derivația genetică. concentrația de gene este determinată mărimea populației. Dimensiunea mai mică a populației, cu atât mai probabil o încrucișare între indivizi heterozigoți, oferind o descendență homozigotă recesivă. Și, vice-versa. Micul screening-ul populației începe în curând pentru a elimina gene dăunătoare și acumulează util.
Dar, dimensiunea redusă a unor accidente la circumstanțele poate dispărea / fi eliminate alele care contribuie cel mai mare adaptabilitate și întreținute - că mai puțin de fitness. În viitor, odată cu creșterea numărului de concentrația acestor alele crește rapid. Acest fenomen a frecvențelor de gene schimba ca urmare a acțiunii factorilor aleatoare numit derivei genetice sau a proceselor genetice-automate. În cazul în care deriva genetică conduce la o scădere a populației de fitness, ea poate dispărea.
Consangvinizarea. Consangvinizarea este inevitabilă, cu o dimensiune mică a populației.
Consangvinizarea are mai multe implicații pentru populație:
- manifestare de alele recesive;
- în mod tipic la un efect negativ alele recesive atrage după sine slăbirea indivizilor (endogamie depresie);
- crește variabilitatea fenotipică ca urmare a ieșirii din homozigotă multe alele.
Izolație. izolarea Intraspecies a populațiilor față de celălalt înseamnă încetarea fluxului de gene. Dacă populațiile rămân izolate pentru mai multe generații, ele se pot abate asupra structurii genotipice, mai ales în cazul în care selecția au acționat într-o direcție diferită. Și poate da naștere unor noi specii.
Izolarea furnizează geografice, teritoriale sau, de mediu (geografic climatic, microclimatic, climatic sezonier) și factorii biologici.
Factorii biologici în rezultatul pe baza genetice. În același timp, trebuie să fie alocate și izolarea efectivă a factorilor genetici, cum ar fi poliploide, aberație, incompatibilitate nucleară-citoplasmatic.
Populația are mecanisme de adaptare sistemice prin care le menține existența.
Procesele care asigură capacitatea de a menține structura populației panmictic genetică atunci când este expusă la factorii de mediu, numit homeostaziei genetice.
Mecanisme de homeostaziei:
- starea de echilibru a frecvențelor genotipice de alele;
- prezența heterozygosity și polimorfism;
- un anumit ritm și direcția procesului de mutație.
Din punct de vedere evolutiv eterogenității genetice, adică populația cumulativă variația genetică - .. Un fel de „rezervă de mobilizare“ (I. I. Shmalgauzen) utilizat o populație cu schimbări graduale sau bruște ale condițiilor de mediu. Populații care au o mai mare diversitate genetică, de obicei au o dimensiune mare și fecunditate. Cu toate acestea, împreună cu heterogenitate genetică conduce la acumularea unei populații de gene care reduc viabilitatea și fertilitatea homozigoți, care determină o scădere a aptitudinii medie a populației (adică. N. Populație încărcare genetică).
polimorfism genetic - această conviețuire într-o populație de două sau mai multe forme genetice diferite sunt în echilibru dinamic, în termen de câteva sau chiar mai multe generații. Sbalansirovannyypolimorfizm - o reproducere într-o populație din generație în generație în detrimentul heterozigotilor anumitor relații de clase de indivizi, diferite genotipice și fenotipice.
De ce se păstrează polimorfism?
În primul rând, valoarea adaptiva a fiecăruia dintre indivizii nu este constantă și variază în funcție de condițiile; pe de altă parte, prezența unui polimorfism în populație oferă posibilitatea de a controla compoziția sa, datorită dinamicii o frecvență adaptivă genotipuri diferite; În al treilea rând, aceasta indică prezența selecției în favoarea heterozigoți.