Популяция. Популяционная генетика презентация

Карта популяций болотного молочая в Средней Европе

Популяция – это

Примеры популяций

Показатели популяции: численность; плотность - численность популяции, приходящаяся на единицу площади; рождаемость; смертность; возрастная структура; распределение в пространстве; кривая роста и т.д..

популяционная генетика Популяция – единица эволюции

СТЭ (синтетическая теория эволюции)= дарвинизм + генетика

Дарвинизм и СТЭ Чарлз Дарвин (1809-1882)

Частоты аллелей У человека частота доминантного аллеля, определяющего нормальную пигментацию кожи, волос и глаз, равна 99%. Рецессивный аллель, детерминирующий отсутствие пигментации – так называемый альбинизм, - встречается с частотой 1%.

Частоты отдельных аллелей в генофонде позволяют вычислять генетические изменения в данной популяции и определять частоту генотипов. Частоты отдельных аллелей в генофонде позволяют вычислять генетические изменения в данной популяции и определять частоту генотипов. Математическая зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях была установлена в 1908 г. независимо друг от друга английским математиком Дж. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом. Эта зависимость получила название закон Харди – Вайнберга (равновесие Харди – Вайнберга).

Закон Харди-Вайнберга частоты доминантного и рецессивного аллелей в данной популяции будут оставаться постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий: 1) размеры популяции велики; 2) спаривание происходит случайным образом; 3) новых мутаций не возникает; 4) все генотипы одинаково плодовиты, т.е. отбора не происходит; 5) поколения не перекрываются; 6) не происходит ни эмиграции, ни иммиграции, т.е. отсутствует обмен генами с другими популяциями.

Любые изменения частоты аллелей должны быть обусловлены нарушением одного или нескольких перечисленных выше условий. Любые изменения частоты аллелей должны быть обусловлены нарушением одного или нескольких перечисленных выше условий. Все эти нарушения способны вызвать эволюционное изменение. Эти изменения и их скорость можно изучить и измерить с помощью уравнения Харди – Вайнберга.

Если имеется два организма, один гомозиготный по доминантному аллелю A, а другой – по рецессивному аллелю a, то все их потомки будут гетерозиготными Если имеется два организма, один гомозиготный по доминантному аллелю A, а другой – по рецессивному аллелю a, то все их потомки будут гетерозиготными

Если наличие доминантного аллеля A обозначить символом p, а рецессивного аллеля a – символом q, то картину скрещивания между особями F1, возникающие при этом генотипы и их частоты можно представить следующим образом: Если наличие доминантного аллеля A обозначить символом p, а рецессивного аллеля a – символом q, то картину скрещивания между особями F1, возникающие при этом генотипы и их частоты можно представить следующим образом:

Частоты аллелей p – частота доминантного аллеля; q – частота рецессивного аллеля.

Частоты генотипов p2 – доминантные гомозиготы; 2pq – гетерозиготы; q2 – рецессивные гомозиготы.

Задача Определить частоту встречаемости гена альбинизма у людей, если один человек из 10000 – альбинос, т.е. частота альбинотического генотипа составляет 1 на 10000.

Решение Поскольку аллель альбинизма рецессивен, альбинос должен быть гомозиготным по рецессивному гену, т.е. на языке теории вероятности

Поскольку , А если и , то

Некоторые наследственные метаболические дефекты и частоты рецессивных гомозиготных и гетерозиготных генотипов

Гетерозиготных особей, нормальных по фенотипу, но обладающих рецессивным геном, который в гомозиготном состоянии может вызвать нарушение метаболизма, называют носителями. Существование в популяции неблагоприятных аллелей в составе гетерозиготных генотипов называют генетическим грузом. Как показывают вычисления с использованием уравнения Харди – Вайнберга, частота носителей в популяции всегда выше, чем можно было бы ожидать на основании фенотипического проявления данного дефекта.

Серповидноклеточная анемия Здоровые красные кровяные тельца под микроскопом выглядят как вогнутая линза. Такая форма позволяет им «протискиваться» через узкие капилляры, ответвляющиеся от артерий. Нездоровые кровяные тельца похожи на полумесяц или имеют форму «лодочки». Они менее упруги, что часто приводит к застою крови в капиллярах.

ФАКТОРЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПОПУЛЯЦИЯХ (элементарные эволюционные факторы)

МУТАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС Мутационный процесс, изменяя частоту одного аллеля по отношению к другому, оказывает на генофонд популяции прямое действие. За счет мутантных аллелей происходит формирование резерва наследственной изменчивости. Благодаря мутационному процессу поддерживается высокий уровень наследственного разнообразия природных популяций. Совокупность аллелей, возникающих в результате мутаций, составляет элементарный эволюционный материал.

НЕСЛУЧАЙНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ (половой отбор)

ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ вспышки численности, периодические или непериодические значительные изменения числа особей в популяции. Причины: периодичность активности Солнца; природные катастрофы; количество корма/ погодные условия; деятельность человека и т.п.

ДРЕЙФ ГЕНОВ случайное ненаправленное изменение частот генов в популяции.

«Только весенние воды нахлынут, и без того они сотнями гинут…» Некрасов

Эффект основателя – другая причина дрейфа генов. При этом несколько особей (или даже одна, но беременная) заселяют новое место

Пример эффекта основателя у человека: Секта меннонитов в Пенсильвании, США насчитывает сейчас около 8 000 человек, все - потомки трёх супружеских пар, эмигрировавших в 1770 году. 13% из них страдают редкой формой карликовости с многопалостью. Видимо, один из предков был гетерозиготным носителем этой мутации.

Частота аллеля В по системе групп крови АВ0 в популяциях людей

ИЗОЛЯЦИЯ 1) географическая

экологическая изоляция наблюдается при несовпадении мест обитания популяций одного вида или нескольких близких видов

Еще пример экологической изоляции: Сорняк большой погремок: возникли 2 расы по срокам цветения – до и после покоса. У рас цветки разного оттенка.

Виды репродуктивной изоляции этологическая — различия в поведении; временна́я — различные сроки размножения; морфологическая — различия в размерах, пропорциях и структуре организмов и отдельных органов; генетическая — различия наследственного аппарата, приводящие к несовместимости половых клеток.

Изоляция у человека Те же механизмы, что и в природе, Плюс различные социальные барьеры, например, сословные, религиозные или имущественные (о чём создано много художественных произведений – «Ромео и Джульетта», «Анна Каренина», «Юнона и Авось» и др. В наше время изолирующие барьеры быстро разрушаются.

Таким образом, в ходе микроэволюции: В популяциях накапливаются различия, которые позволяют приспосабливаться к разным условиям Возникает дивергенция Со временем могут возникнуть новые виды Со временем виды становятся родами, семействами и т.д.