Populációk genetika (2) - egy vezérlő művelet
Populyatsionnayagenetika - részén genetika törvényszerűségeit kutató és törvényszerűségeit mikroevolúció.
Elementary evolúciós szerkezet egy populáció, és a tanulmány a genetikai mintákat az élet a lakosság lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük a kölcsönhatás és kapcsolat tényezők alakulását.
Népesség - egy közösség az egyének egy bizonyos típusú, a kapcsolódó eredete, tenyésztése és a közös területen. Ez a meghatározás a lakosság - a leggyakoribb.
A nagyon közösség fejlődik hatása alatt életkörülmények alapján kölcsönhatásának három tényező: öröklődés, variáció és szelekció.
Genetikai népesség szerkezetét
Minden népesség jellemzi genetikai szerkezetét. amely fontos jellemzője az előfordulási gyakorisága allélek és genotípusok. A teljes génkészlet egy adott populáció hívják eogenofondom.
Genetikai népesség szerkezete eltérő lehet.
Genetikai szerkezet perekrostnooplodotvoryayuschihsya organizmusok. Ebben az esetben, a lakosság által generált véletlenszerű szabad átkelés egyének különböző genotípusok, vagyis alapú panmixia.
1908-ban G. H. Hardi (Eng. Mat.) És B. Weinberg (német orvos) egymástól függetlenül javasolt képlet eloszlását mutatja panmictic genotípusok a populáció, amelyből az következik, hogy az öröklési mint olyan nem változik a gyakorisága allél és genotípus a lakosság körében.
Ha csak két allél, előjelének meghatározása képlet a következő:
p - a domináns allél
q - recesszív alléi
p + q = 1 összege allélek egy lókusz frekvencia értéket
p2 + 2pq + q2 = 1 Gyakoriság homozigóta és heterozigóta formában
P2 + Q2 + R2 + 2pq + 2pr + 2QR = 1 feltételek szabadon keresztbe populáció
egy stabil környezetet.
Például: Tegyük fel, hogy a frekvencia allél A jelentése 0,8. valamint allél - 0, 2. Ezután a genotípus frekvenciák lesznek:
0,64 0,32aa AA + + 1 = 0,04aa
Könnyen belátható, hogy miközben megtartja az eredeti frekvencia és allélek: A és 0,8 és 0,2.
Ismerve a gyakorisága recesszív homozigóták, annyi, hogy a négyzetgyöke a kapott érték, és azt látjuk, a frekvencia a recesszív allél. A frekvencia a domináns allél lesz p = 1-q. Így gyakoriságának meghatározásakor allél-A és egy találunk ki a frekvenciákat minden genotípus a lakosság körében.
A szigorú értelemben vett, a Hardy-Weinberg törvény vonatkozik végtelenül nagy populációk, amelyben a panmixia, és amelyek nem hatnak olyan külső tényezők. Csak ilyen feltételek mellett a lakosság egyensúly van, vagyis, gyakorisága genotípusok és allél benne állandó. Nyilvánvaló, hogy ez egy tökéletes ábrázolása a lakosság nem valósult jellegű. A lakosság folyamatosan számos külső és belső tényezők, amelyek sértik az egyensúlyt, ami lesz szó később.
A genetikai szerkezete a lakosság önálló termékenyítő szervezetek és annak dinamikáját. A lakosság saját termékenyítő szervezetek képviseletében genotípus különböző vonalak. Ebben az esetben a gének heterozigóta állapotban mindig mozog a homozigóta állapotban. Ezért, önálló termékeny fajpopulációkat közül elsősorban a homozigóta formában. Megjegyzendő azonban, hogy a folyamatosan fut mutagenezis folyamat hozzájárul a megjelenését a nettó vonalak ismert heterogenitása.
A biológiai evolúció - ez a folyamat a változás és a divergencia a biológiai formák az időben. Ez a változás és a divergencia alapján két fő jelenség: variabilitás és változás bekövetkezése frekvenciáit allélek és genotípusok. A változás allél és genotípus frekvenciák a lényege az evolúciós elemi esemény, amely előfeltétele az evolúciós folyamatot.
Megváltoztatása allél és genotípus feltehetően az intézkedés kiválasztása gyakorisága mutáció, migráció, madarak, véletlenszerű genetikai sodródás (változások populáció mérete), szigetelés, szelektív, assortative, átkelés. Mindezek a tényezők eljárva a lakosság körében, az úgynevezett tényezők populációdinamika.
Mutációs eljárás. Ez az alapja előfordulása a heterogenitás a lakosság. Mivel a mutáció meglétét folyamat nehéz beszélni, hogy létezik a valódi tiszta vonalak sokáig.
A genotípusok organizmusok lakossága gazdag a különböző mutációk, amelyek leggyakrabban a heterozigóta állapotban. És növekvő koncentrációban mutáció növeli a valószínűségét az átmenet a homozigóta állapotban.
Minden generációban, a génállomány lehet pótolni jelentős számú új mutációk. Ezt a folyamatot nevezik mutációs nyomást. Ezért a frekvencia különböző alléljei gének a népesség függvényében változik a nyomás a mutáció, azaz frekvencia arány közvetlen és fordított mutációk. Terjedése a mutáció a lakosság nem csak attól függ a mutabilitása ez a lókusz (azaz erős vagy gyenge változékonysága a gén különböző hatások), hanem a mértéke annak hatása az életképességét az egyén.
Kiválasztása. Genetikai heterogenitást a széles körben gyakori a természetes populációk, ez az alapja a hatékonyságát természetes szelekció. Válogatás hat a fenotípus és közvetve érinti a változás allélgyakoriság. Attól függően, hogy milyen hatást a kiválasztás a jelek, három fajta választás:
-. stabilizáló - hozzájárul a konzerváló táptalajnak jellemző értékek;
- zavaró - ez segít stabilizálni a szélsőséges jellemző értékek;
- vezetés, vagy irányított - elősegíti a folyamatos változása jellemző egy meghatározott irányba.
Az arány eltávolítása domináns és recesszív allél a populációban változik. Organizmusok hordozó domináns letális gént vagy géneket sterilitást eliminálódó kiválasztása még a heterozigóta, azaz domináns gén minden generációban szabályozása alatt a kiválasztási.
Recesszív mutációk szemben a domináns, lehet egy rejtett népesség heterozigóta állapotban, felhalmozódnak azt, ami egy hatalmas mutáció tartalék. Ezek mennek a válogatott csak abban az esetben homozigóta állapotban. Ezért kiválasztása recesszív gén kevésbé hatékony, mint a domináns. Elég gyakran, heterozigóták életképesebb. Emiatt heterozigóták szelektív előnyt.
Így, a kiválasztás döntő tényező az eltérés a faj. Az ugyanazon a természetes szelekció által okozott abiotikus és biotikus tényezők teszik ki a környezetet az egyedi szervezet, valamint a lakosság egészének. Az egyetlen meghatározó tényező.
Génáramlás vagy migráció. Gene áramlás a csere a gének közötti populációk. Migrációs változtatja a frekvenciáját az allél jelentősen gyorsabb, mint a mutáció. Hatása gén áramlási dinamikáját populációk különböző organizmusok függ a sebesség terjedési ivarsejtek és a távolságot a helyi lakosság.
Populáció mérete és genetikai sodródás. gén koncentrációját az határozza populáció mérete. A kisebb méretű a lakosság, annál valószínűbb, egy kereszt között heterozigóta egyed, amely egy recesszív homozigóta utódok. És fordítva. A kis populáció szűrését hamarosan kezdődik, hogy megszüntesse a káros gének és felhalmozódnak hasznos.
De a kis mérete néhány baleset a körülmények eltűnhet / kiküszöbölhető allélok, amelyek hozzájárulnak a legnagyobb alkalmazkodóképesség és tartott - azaz kevesebb fitness. A jövőben az egyre nagyobb számban a koncentráció ezen allélok rohamosan növekszik. Ez a jelenség a gén frekvenciák eredményeképpen változik a véletlenszerű tényezők akció úgynevezett genetikai sodródás vagy genetikai automatikus folyamatokat. Ha a genetikai sodródás csökkenéséhez vezet a népesség fitness, akkor kipusztulnak.
Beltenyészet. Beltenyészet elkerülhetetlen egy kis populáció mérete.
Beltenyésztés számos következménye van a lakosság:
- megnyilvánulása recesszív allélja;
- jellemzően negatív hatással jár recesszív allélja gyengül az egyének (beltenyésztés depresszió);
- növelése fenotípusos variabilitás miatt a kijárat homozigótáját sok allél.
Szigetelés. Fajon belüli populációjának izolálásához egymástól megszüntetését jelenti a gén áramlás. Ha populációk elszigeteltek maradnak többgenerációs, azok eltérhetnek a genotípus szerkezet, különösen, ha a kiválasztás jártak el a másik irányba. És ez adhat okot, hogy az új faj.
Isolation nyújt a földrajzi, területi vagy környezeti (éghajlati földrajzilag, mikroklimatikus, szezonális éghajlati) és biológiai tényezők.
Biológiai tényezők eredménye alapján a genetikai. Ugyanakkor kell felosztani, és a tényleges elkülönítése genetikai tényezők, mint például a poliploidia aberráció, nukleáris citoplazmatikus összeférhetetlenséget.
A lakosság szisztémás adaptív mechanizmusok, amelyek azt állítja, hogy létezik.
Folyamatokban, amelyek képesek fenntartani panmictic népesség genetikai összetételét kitéve a környezeti tényezők, az úgynevezett genetikai homeosztázis.
Mechanizmusok a homeosztázis:
- egyensúlyi állapot genotípusos frekvenciák allélek;
- jelenlétében heterozigótaság és polimorfizmus;
- bizonyos ütemét és irányát a mutáció folyamata.
Evolúciós szempontból a genetikai heterogenitás, azaz a kumulált népesség genetikai variáció - .. Egyfajta „mozgósítás tartalék” (I. I. Shmalgauzen) használt népesség fokozatos vagy hirtelen változása a környezeti feltételek. Populációk nagyobb a genetikai sokféleség, általában a nagy méret és a termékenység. Ugyanakkor együtt genetikai heterogenitás felhalmozódásához vezet a lakosság gének, amelyek csökkentik a életképességét és a termékenység homozigóta, hogy csökkenését okozza az átlagos fitness a lakosság (pl. N. Populációgenetikai terhelés).
A genetikai polimorfizmus - ez együttélés egy populáción belül két vagy több különböző genetikai forma dinamikus egyensúly néhány, vagy akár több generáció. Sbalansirovannyypolimorfizm - reprodukciós egy populációban generációról generációra rovására heterozigóták egyes kapcsolatok osztályainak az egyének, különböző genotípusos és fenotípusos.
Miért megmarad polimorfizmus?
Először is, az adaptív értékét az egyes egyének nem állandó, és függ a feltételeket; Másodszor, a polimorfizmus jelenlétét a populációban biztosítja a képességét, hogy ellenőrizzék annak összetétele miatt a dinamikája egy adaptív frekvencia különböző genotípusok; Harmadszor, az azt jelzi jelenlétét kiválasztási javára heterozigóták.