A fenotípusok frekvenciaeloszlása
Ábra. 5.2 Az almak méretének megoszlása egerekben. (Falconer szerint, 1960)
Ábra. 5.3. A normális népességeloszlásra gyakorolt hatások, amelyeket a bomlasztó, irányított és stabilizáló szelekció szolgáltat.
csak egy komplex funkciók, és lehet ábrázolni a frekvencia eloszlása ezeket a funkciókat. Például az egerek populációjában az alom mennyisége 2 és 16 kölyök között változhat. Ha megemlítjük az alom minden lehetséges méretének százalékát a grafikonon (5.2. Ábra), akkor megkapjuk a frekvenciaeloszlást. Ha az utódok azonosak voltak, és ha bármelyik fenotípus egyének ugyanolyan számú túlélő utóda volt, akkor a frekvenciaeloszlási görbe alakja változatlan maradna nemzedékről nemzedékre. Abban az esetben, ha a frekvencia eloszlás változása több generációnál is fennáll, akkor elmondható, hogy az evolúció megtörténik. Változások fordulhatnak elő, ha az egy fenotípusú egyének kevesebb utódot hagynak, mint a más fenotípusú egyedek. Kis mennyiségű alomban lévő egerekben a túlélő utódok száma megegyezhet az egereknél, ahol nagyszámú alom található. Az előbbieknél több alom lehet, mint az utóbbi, vagy a túlélők aránya kisebb lehet nagyobb egyedeknél, mint a kis almoknál. Azonban az élőhely-változások megváltoztathatják az adott méretű almok megjelenését oly módon, hogy több egér túlélje és szaporodjon az ilyen almokból. Ebben az esetben a fészek méretének alakulása bekövetkezik.
A természetes szelekció eltérő módon járhat el a populációk fenotípusainak gyakorisági eloszlásában. A mutációk, a rekombinációk és a gén eltolódása következtében a tünetek változatossága generációról a másikra nő. Ez a tendencia általában ellenáll a stabilizáló szelekciónak, amely viszonylag merevebben működik a frekvenciaeloszlás határainál (5.3. Ábra). Ha a kiválasztási nyomás egy fenotípusos gradiens mentén eltérő módon jár el, akkor irányváltozás történik. Ez a frekvenciaeloszlás átlagos értékének vagy az aszimmetrikus eloszlásnak a középérték megváltoztatása nélkül történő eltolódásához vezethet. Előfordulhat, hogy az adott populációra jellemző jellemzők tekintetében erősen negatív nyomást lehet kiváltani; Ebben az esetben a szelekció előnyben részesítette az eltérõ tulajdonságokkal rendelkezõ állatokat (5.3. Ábra). Ez az úgynevezett bomlasztó kiválasztás ritka, és bimodális frekvenciaeloszláshoz vezet. Egyes esetekben az egyik faj két különállóvá válását eredményezheti.
A különböző gének relatív száma változhat véletlenszerűen generációról generációra és a természetes szelekció hatása nélkül. Ez a gént (véletlenszerűen elterjedt gént) ismert effektus (Wright, 1921) leginkább egy kis populációban nyilvánul meg. Az 1. ábrán. 5.4. Azt mutatja meg, hogy egy adott genotípust hogyan lehet pusztán véletlenül elhárítani egy kis populációban. Véletlen eltérések által okozott változékonyság néha
Ábra. 5.4. A gén eltolódásának vázlata. Minden egyes generációban egy genotípusos vagy fehér színű genotípusú egyed két azonos egyedet termel. A fiatal madarak fele meghal, és a lakosság állandó marad. A fiatal madarak halálát azonban a tiszta esély határozza meg, és nem függ a genotípustól. Az egyes genotípusok gyakorisága véletlenszerűen ingadozik, míg a szürke egyének nem halnak ki, és a fehér nem válik állandóvá a populációban. (Futuyma szerint, 1979.)
Ábra. 5.5. Genotípusos változékonyság az emberi populációban a sűrűség függvényében. A grafikon összefoglalja a tanulmány eredményeit, amelyben az olaszországi Parma tartományokat régiókra osztották, és minden területen genotípusos változékonyságot mértek különböző falvakban. (Cavalli-Sforza, 1967.)
a genotípusok szokatlan korrelációhoz vezet, különösen kis elszigetelt populációkban (5.5. ábra). Például néhány elszigetelt alpesi faluban az albinizmus előfordulási gyakorisága 10-szer magasabb a normálisnál. Ismeretes, hogy más elszigetelt falvakban gyakoribb a színes vakság, a mentális retardáció bizonyos típusa vagy a siket-némaság.
A természetes szelekció által érintett gének gyakoriságának változása a különböző genotípusok viszonylagos alkalmasságától függ. A genotípus relatív alkalmassága tükrözi a genotípus és az ugyanabban a populációban reprezentatív személyek közötti különbségeket. Ha a legmagasabb frekvencia-emelkedéssel rendelkező genotípus adaptációját 1,00-nak vesszük, akkor egy másik genotípus viszonylagos alkalmassága a gyakoriság növekedésével, azaz 85% -kal, 0,85 lenne. A 0,15 különbséget a legrosszabb genotípus ellen irányuló szelekciós együtthatónak nevezik.
A szelekciós tényezők felhasználhatók a populáció fenotípusának változási sebességének kiszámításához. Érdekes példa az állatok háziasításának történetéről körülbelül 10 000 évvel ezelőtt. A háziállatok megjelenése előtt a csecsemők tejtermékének egyetlen forrása volt az anyatej, amelyet az élet első éveiben kaptak. A csecsemő gyomrában egy enzim laktázt állítanak elő, amely a tejcukor - laktóz lebontásához szükséges. Az ontogenezis későbbi szakaszaiban sok ember megszünteti ennek az enzimnek a szintézisét, és sok felnőtt modern emberi populációban ez az enzim teljesen hiányzik.
Ha egy olyan személy, aki nem termel laktázt, inni a tejet, akkor hányingerrel, hányással és hasi fájdalommal kezdődik. A laktázt szintézis megőrzése a felnőtt államokban örökletes tulajdonság, amelyről azt feltételezik, hogy olyan mutáció eredményeként jött létre, amelyek kedvezőek azokban a populációkban, amelyekben a tej a táplálék állandó része. Nyilvánvalóan ez a mutáció ritka volt a háziállatok megjelenése előtt, amikor az emberek teljesen vadásztak és gyülekeztek. Ily módon bizonyos populációk gyakorisága genotípusok szabályozására laktóz tolerancia nőtt, úgy tűnik, eredetileg a nagyon alacsony és magas, mint a jelenlegi lakói Észak-Európában és más régiókban, ahol tejet fogyasztanak nagy mennyiségben.
Tegyük fel, hogy a személy átlagos generációs ideje 30 év. Következésképpen az állatok háziasítása kezdetétől mintegy 300 generáció váltotta fel. Ebben az időszakban az észak-európai lakosok körében laktáz kifejlődő felnőttek aránya közel nulla és 75% között nőtt. Tegyük fel, hogy ezt az attribútumot egy gén határozza meg, akkor a gyakoriságnak 0,001% -ról 50% -ra kell emelkednie
Ábra. 5.6. Kiválasztás a laktóz lebontására a felnőttek körében. Feltételezve, hogy a változás mintegy 300 generáción azóta, az emberek elkezdtek nemesítették szarvasmarha és nyereségessé vált képes megemészteni a tej, ez a gén gyakorisága (50%) tudható be az értékeket egy adott szelekciós tényező (k), működik a várható kezdeti gyakorisága a gén. (Bodmer, Cavalli-Sforza, 1976)
Ábra. 5.7. A ritka, kedvező domináns gének száma gyorsabban növekszik, mint a recesszívek száma, de a populációban való rögzítésük lassabb, mivel számos új recesszív gént mindig védenek a heterozigóta állapotban.
hogy 75% -os genotípus-gyakoriságot kapjunk. Kiszámítható, hogy ezeknek a változásoknak a megszerzéséhez 0,04 szelekciós tényezőre lenne szükség. Ha a laktázt szintetizáló gén kezdeti frekvenciája 1,0%, akkor az együttható 0,015 (5.6. Ábra). Ez azt jelenti, hogy viszonylag gyors evolúciós változások lehetségesek, még akkor is, ha a két allél közötti fajták közötti különbség kevesebb, mint 5%.
Meg lehet kiszámítani (Futuyma, 1979, p. 314-316), hogy a növekedés mértéke a gyakorisága allélek kedvező tulajdonságokat arányos a mintavételi frekvencia a populációban, és mindkét jótékony és káros allélek. Ezért a genetikai változások mértéke csak akkor magas, ha mindkét gén gyakran megtalálható a populációban. Az új mutációk megjelenésének gyakorisága először nagyon lassan növekszik. Ezen túlmenően az egyik allél teljes helyettesítésével egy nagyon hosszú időtartamra van szükség, mivel ez a folyamat az elején lelassul, amikor a kedvező allél ritka, és végül, amikor a kedvezőtlen allél ritka. A káros recesszív alléleket ritkán teljesen megszüntetik a természetes szelekció, mivel csak a homozigóta állapotban jelennek meg a fenotípusban. Ezért a természetes populációkban számos káros recesszív gén létezik, amelyek ritkán nyilvánulnak meg, és genetikai raktárat képeznek.
Az egyedi gén evolúciós sebessége a fenotípusos megnyilvánulástól, a populáció gyakoriságától és a szelekciós tényezőtől függ. Például egy ritka, kedvező domináns gén gyakorisága gyakoribbá válik, mint egy ritka, kedvező recesszív gén gyakorisága (5.7. Ábra). Ugyanakkor a domináns gén véglegesen rögzítve a populációban (helyettesítsük alternatív alléi) lassabb, mint recesszív, mert a fennmaradó néhány recesszív allélek a heterozigóta formában, és ezáltal védi a fellépés a természetes szelekció.
Nincs olyan állatfaj, amely külön-külön létezik más életformák hiányában, és az egyik faj adaptációs folyamata megváltoztathatja más fajok létezésének feltételeit. Ez kompenzáló alkalmazkodást eredményez az ilyen hatású fajokban. Tehát, ha bármilyen madárfaj alkalmazkodik a
az élelmiszer fő típusát a táplálék bővítése és az új rovarfajok bevonásával, akkor egy új szelekciós tényezőt vezet be a rovarok lakosságának életkörülményeihez. Mivel ezek az összefüggések minden egyes ökoszisztémában nyomon követhetők, mindig figyelembe kell venni az állat viselkedését, figyelembe véve az ökológiai kapcsolatok komplexét.