Рівновага в популяції. Закон Харді-Вайнберга.

При дослідженнях генетичної динаміки популяцій приймається, що в ідеальних популяціях:

- нескінченна кількість особин;

- панміксія відбувається без обмежень і селективність запліднення відсутня;

- відсутній добір;

- не відбуваються мутації;

- відсутня міграція особин.

В такій популяції частоти гена (аутосомні алелі) однакові для самок і самців і не змінюються з покоління в покоління, що і забезпечує рівновагу в популяції.

Фундаментальний закон популяційної генетики сформулювали в 1908 року незалежно один від одного математик Т.Харді (Англія) і лікар В.Вайнберг (Німеччина).

Основні положення закону Харді-Вайнберга:

1. Сума частот алелів одного гена в даній популяції — величина стала. Це можна записати формулою:

р+q=1,

де р – частота одного алеля А, q – частота другого алеля а.

2. Сума частот генотипів за одним алелем у даній популяції величина стала, а розподіл її відповідає коефіцієнтам бінома Ньютона другого ступеня. Через частоти різних генотипів можна визначити структуру популяції за формулою:

р² + 2рq + q² = 1.

3. У популяції, що перебуває в стані рівноваги, стала частота генів і генотипів зберігається в ряді поколінь.

Реальні популяції можуть значно відрізнятися від ідеальної, описуваної рівняннями Харді-Вайнберга. Тому спостережувані частоти генотипів відхиляються від теоретичних величин, що обчислюються за співвідношенням Харді-Вайнберга. Головна причина відхилень частот генотипів – процеси, що протікають у популяціях і впливають на їх генетичну структуру.

Із закону Харді-Вайнберга можна вивести цікавий наслідок: різні алелі у популяції знаходяться переважно у гетерозиготному стані.

Популяційно-генетичні процеси:

Дрейф генів – це випадкові зміни частот зустрічальності алелей у популяції, викликані кінцевої чисельністю популяції (найкраще проявляється в малих популяціях). Генний дрейф зменшує генетичну різноманітність популяцій:

- кожна популяція втрачає генетичну мінливість зі швидкістю, обернено пропорційною її чисельності (з часом якісь алелі стають рідкісними, а потім і зовсім зникають);

- якщо популяція розділяється на дві або більше нових незалежних популяцій, то наростають відмінності між ними: в одних популяціях залишаються одні алелі, а в інших - інші.

Процеси, які протидіють втраті мінливості та генетичної різноманітності популяцій, - це мутації і міграції.

Мутації. Мутаційний процес характеризується випадковістю і неспрямованістю. Частота мутацій різних генів варіює від 10^-4 до 10^-7 на покоління. Так як геном містить багато генів, а популяція може мати значну чисельність, то частина гамет завжди несе мутантні алелі. Частка особин з мутаціями залежить від того, наскільки сильно ці мутації впливають на пристосованість і плодючість.

Міграції. Популяції одного виду неізольовані один від одного: завжди є обмін особинами - міграції. Мігруючі особини, залишаючи потомство, передають наступним поколінням алелі, яких у цій популяції могло взагалі не бути або вони були рідкісні; так формується потік генів з однієї популяції в іншу.

Природний відбір (або добір) – це процес, який призводить до того, що особини із сприятливими фенотипами вирогідніше виживають, розмножуються і залишають більше статевозрілих нащадків, ніж сосбини з менш сприятливими фенотипами. Природний відбір змінює частоти генів і генотипів.

Ізоляція – виникнення будь-яких перешкод на шляху панміксії в середині популяції та виду. Вона закріплює відмінності в генофонді ізольованих частин і призводить до утворення з однієї популяції двох або кількох, наступна дивергенція яких може призвести до утворення нових підвидів та видів.

Генетичний тягар - це існування в популяції шкідливих алелів у складі гетерозиготних генотипів. Він становить собою ту частину генофонду популяції, яка визначає виникнення менш пристосованих особин, які вибірково елімінуються в процесі природного добору.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Структура алогамних (панміктичних) популяцій.	\|	Поняття про природний відбір.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.