populații statice
Legea Hardy # 151; Weinberg
Populația locală genofondului conține de obicei, în afară de gene polimorfe diferite monomorfă. In orice forme de generare alelice date ale genelor polimorfe prezentate cu o anumită frecvență. De exemplu, gena A având două alele, A și, poate fi reprezentat în fondul genetic al unei generații într-o proporție de 70% din alelele A și 30% și alele. Ce ar fi de așteptat, frecvența alelei în generația următoare?
Într-o populație de organism diploid conține aceste alele în genotipuri homozigote și heterozigote AA, Aa și aa, care va avea loc în anumite proporții, în orice generație dată. Ele servesc drept genotipuri parentale pentru următoarea generație. În acest context, se pune întrebarea: ce raportul așteptat al genotipurilor în a doua și următoarele generații?
frecvențele așteptate alele și genotipuri pot fi determinate de legea Hardy # 151; Weinberg. Această lege este valabilă în următoarele condiții. Se presupune că populația este suficient de mare pentru eroare de eșantionare nu a avut nici un efect semnificativ asupra frecvenței generațiilor succesive. Populația este izolat, nu există nici o imigrație, populația componentelor individuale se face egal cu numărul de funcționare a gameți; Cu alte cuvinte, diferitele genotipuri din aceeași rasă cu succes. În cele din urmă, se presupune că împerechere aleatorie este răspândită în rândul populației.
împerechere aleatorie sau panmixia, pot fi la fel de bine definite în termeni de persoane sau în ceea ce privește gameți. Dacă ținem cont de faptul că indivizii imperechere aleatorii are loc în cazurile în care indivizii cu diferite constituții genetice încrucișate, indiferent de genotipuri lor. De exemplu, o femeie cu genotip AA poate împerecheze cu masculi AA, Aa și aa, arătând nici o preferință pentru masculii de același tip.
Panmixia poate fi definită mai precis, pe baza prezenței în seturile fondului de gameti de gameți. În acest sens, împerechere aleatoare înseamnă că orice gamet de sex feminin, cu probabilitate egală poate fi fecundat de gameți masculini de orice tip, și că această probabilitate este direct proporțională cu frecvența acestui tip de gameți de sex masculin în fondul de gameti. Pe scurt, gameți care transportă diferite alele, sunt conectate în perechi, în mod proporțional cu frecvențele lor relative în fond gameti. Specimenele care constituie populația din orice generație dată, în acest caz sunt diferite perechi de produse gârneți extras aleator din fondul de generația anterioară gameti.
Într-o populație de condiții corespunzătoare menționate mai sus, în conformitate cu legea lui Hardy # 151; Weinberg, frecvențele alelelor va rămâne constantă de la o generație la alta, iar la împerechere aleator o genotipurile generație ajunge la frecvențe de echilibru care rămân în viitor. Exemple care ilustrează aceste două generalizări discutate mai jos.
frecvențele alelelor
Legea constanței frecvențelor alelelor, vom ilustra exemplul cantitativ. Să presupunem că populația unei specii diploide, polimorfa genei-A, în generarea inițială cuprinde genotipuri diferite în următorul raport: 60% AA, 20% și 20% aa Aa. Să ne urmeze alelele A timp de două generații.
1. Frecvențele de alele din prima generație. Deoarece frecvențele de genotip sunt date ca
0.60 AA + 0.20Aa + 0,20 aa,
frecvențele alelelor (q) din această generație ar trebui să fie
Astfel, frecvențele alelelor din a doua generație sunt aceleași ca acestea au fost în prima generație,
Formula lui Hardy # 151; Weinberg
Formula lui Hardy # 151; Weinberg dă mod scurt și direct pentru a calcula frecvențele genotip așteptată în populația în mod aleatoriu SKEW bazate pe frecvențele alelelor în fondul genetic.
Luați în considerare din nou fondul genetic cuprinzând două alele ale genei Fie A p este frecvența alelei A și q # 151; și frecvența alelei (și p + q = 1). combinații aleatorii ale A gameți și zygotes va, astfel, într-un raport determinat de pătrat binom (p + q) ² formula. Cu alte cuvinte, echilibrul va fi egală cu frecvența genotipurilor:
p² AA,
2pq Aa,
q² aa
Aplicând această formulă în exemplul anterior (unde q este utilizat într-un sens oarecum diferit), este posibil printr-o operație simplă pentru a obține aceleași rezultate în cazul în care p = 0,70, rata de echilibru AA = r² = 0,49. În cazurile în care polimorfismul este asociat cu o serie de alele multiple, formula Hardy # 151; Weinberg ia forma unui polinom pătrat. Pentru trei alele (A 1. A 2 și A 3) cu frecvențe p, q și r, astfel încât p + q + r = 1, frecvența de echilibru a genotipurilor este dată de trinomul pătrat (p + q + r) ².
Efectele consangvinizării
Într-o populație mare de împerechere aleatoare cu frecvențele genotipului proviso ajunge rapid o stare de echilibru, care este stocat în viitor. Încălcările accidentelor de trecere a provoca abateri de genotip frecvențe de la Hardy # 151; Weinberg.
Să presupunem că o anumită populație în generație zero, este formată exclusiv din heterozigoți Aa. Propagarea are loc prin auto-fertilizare. În prima generație populație va avea următoarea compoziție: 25% AA, 50% și 25% aa Aa. În generațiile următoare, reducerea heterozigoți clasă va continua la o rată uniformă. După șapte generații de auto-fertilizare (m. E. În generația a 7-altoită) populația va cuprinde aproximativ 50% din AA și aproximativ 50% aa.
homozigoți Ratio provenite de la strămoși heterozigot pentru o gena (A), după autofecundare generațiilor m se determină prin formula
În acest caz, după 7 generații de auto-fertilizare de așteptat, frecvențele de genotip al 7-lea în conformitate cu liniile de generare a acestei formule, suma
127/128 (AA + Al); 1/128 Aa.
Astfel, ca urmare a inbreeding genotipuri frecvențelor schimba spre predominanța homozigoților. Trebuie remarcat, cu toate acestea, un alt aspect: consangvinizare nici un efect asupra frecvenței alela. În acest exemplu ipotetic, frecvența alelei a fost de 50% A și 50%, iar generația 0-lea și au rămas aceleași ca și în 1 și în a 7-a generație consangvinizate
concluzie
Într-o mare polimorfă panmictic populație formată din indivizi la fel de viabile și fertile deopotrivă, diferite genotipuri homozigote și heterozigote ajunge rapid la echilibru anumite frecvențe în funcție de frecvențele alelelor populației existente. Frecvențele genotipurilor și a ajuns la Hardy # 151; Weinberg, apoi să rămână constantă pentru toate generațiile următoare sub împerechere aleatorie.
frecvențele alelelor într-o populație polimorfă mare constând din specii la fel de viabile și la fel de prolific, de obicei, rămân constante din generație în generație. Această consecvență nu depinde de împerechere aleatorie. Prin urmare, în ceea ce privește frecvențele de alele Hardy drept # 151; Weinberg este mai generală decât în raport cu frecvențele genotipurilor, și în acest aspect, este mai important pentru teoria evoluției.
Este necesar să se verifice condițiile speciale necesare pentru funcționarea legii Hardy # 151; Weinberg. Aceste condiții exclud orice factori care afectează frecvența altele decât procesul de a juca gene gene. Până la nivelul de variație în fondul genetic este determinată de genele de reproducere ca atare, acest nivel rămâne constant și neschimbat între generații succesive.
Astfel de populații statice. Schimbarea nivelului de variație în populații # 151; aspectul dinamic al problemei # 151; Este nevoie de acțiunea unor factori sau forțe specifice. Acesta este factorii microevoluție pe care le vom lua în considerare în capitolul următor.