Фенотипна структура популяції

Генетична структура популяції

Генетична і фенотипна структура популяції

Переваги K і R стратегів.

На піонерних стадія сукцесії екосистем домінують R-стратеги (швидка зміна поколінь, невелика тривалість життя, розміри).

Серія – набір стадій сукцесій.

На кінцевих стадіях домінування переймають K стратеги (мають коливання чисельності в невеликому діапазоні).

Біотичні угруповання на передклімаксній і клімаксній стадії більш стійке до зовнішніх і внутрішніх чинників, чисельності популяцій видів в буде значно менше ніж на сенільних стадіях.

Надорганізменна система вищого рівня буде регулювати функціонування систем нижчого рівня.

Кожний організм характеризується набором генів.

· Генотип – набір генів, які зумовлюють певні фенотипні ознаки (сукупність генів складають генотип)

· Популяція – сукупність генотипів (генотипів може бути більше, ніж генів).

· Генофонд популяції – сукупність генотипів.

Фенотип – прояв певного генотипу в даних умовах існування (зовнішній вигляд особини, що має певні гени)

Фенотипна мінливість включає:

· Генотипну

· Паратипічну (модифікаційна) – зовнішні

Шляхи фенотипізації – один генотип може мати різні шляхи проявлення (каналізація розвитку).

Фен – дискретиний прояв гена, який контролює певну ознаку (наприклад колір очей)

Аа – гетерозигота

АА, аа – гомозигота

Фенетика – аналіз фені може дати відомості щодо змін генетичної структури популяції.

Фени підбираються таким чином, щоб ознаки були не полігенними, а гени плео??(відповідають відразу за декілька ознак)

Полігенна ознака – контролюється експресією декількох генів. (виключається з аналізу)

Популяція як елементарна еволюційна одиниця

Популяції мають подвійне підпорадкування

· Входять до складу біотичного угруповання

· Є представниками певного виду організмів в даній екосистемі – як представники, вони входять в генетикоавтоматичні процеси, які ведуть до мікроеволюційних змін.

Популяція є елементарно еволюційною одиницею.

Еволюційні зміни відбуваються на рівні групи (Дарвін).

Неодарвінізм. Генетична мінливість позначена як «невизначена мінливість».

При матуванні генів при їх передачі проявляються нові ознаки.

· Панміксія - обмін генами між статями. Нащадок не повнюстю схожий ні на батька, ні на матір (рекомбінантність).

Генетична гетерогенність популяції

· Наявність або формування статевого процесу сприяло і прискорювало еволюційні процеси:

· Мутаційний процес+ процес рекомбіонації = мікроевлюційні зміни.

Синтетична теорія еволюції (Фішер, Райт, Тимофєєв)

Популяція я елементарною еволюційною одиницею

Всі процеси ведуть до відмінності в дочірніх популяціях.

Фактори мікроеволюційних змін.

· Розділення в просторі. В результаті різних процесів в розділених популяції відбуваються зміни, які ведуть до утворення нових видів (дивергенція – розходження популяцій)

· Географічна

· Фізична (вулкан, гори, розділення водойм)

Дихотомія – наявні спільні предки, після чого відбуваються еволюційні розходження дочірніх популяцій

· Біологічна

· Прекупулятивна (особини певного віку не можуть схрещуватись)

· Посткупулятивна (на рівні яєць)

Фактор природного добору (в синтетичній теорії еволюції).

Генетична гетерогенність

Популяція, яка містить всі можливі типи генотипів є найбільш гетерогенною.

Популяція, яка має тільки один генотип – гомозиготна популяція.

Деякі гомозиготні популяції при схрещуванні можуть давати гетерозиготні (в

залежності від зиготи)

Гомозиготні популяції не мають перспектив до еволюції та до довготривалого

існування.

Генетична гетерогенність популяції – чим більша, тим краща з точки зору

стійкості та здатності до виживання.

Арогенна популяція – популяція, що здатна до еволюційних перетворень.

Чим більш гетерогенна популяція, тим більша її арогенність (здатність до еволюційних перетворень).

Форми природного добору:

1. Рушійний добір -

2. Стабілізуючий добір -

3. Дизруктивний добір –

Лекція 21.11.14

Генетичні аспекти

Екологічні аспекти еволюції популяцій

Еволюція популяцій.

Еволюційний процес, дві точки зору:

· Неодарвінізм (синтетична теорія еволюції) – мікроеволюція (закінчується утворенням виду) є попереднім етапом макроеволюційних (роди, типи) перетворень.

Панміктичні популяції – роздільностатеві популяції, в яких можливе вільне схрещування між особинами різних статей.

Еволюція відбувається дихотомічно – процес когерентної(плавна, повільна) еволюції. Від одного предку розходяться нові гілки.

· Макроеволюція не є продовженням мікроеволюції. Мікроеволюція відбувається в межах популяції і таким чином, формується новий вид. Макроеволюційні перетворення відбувається в наслідок некогерентної еволюції, угруповання з новими ознаками формуються різко.

Дивергенція (диференціанія популяцій, розходження) – розходження популяцій.

Форми природного добору:

· Рушійний – норма реакції зсувається внаслідок цілеспрямованої і напрямленої дії екологічних чинників.

· Стабілізуючий (Шмальгаузен) – відбираються середні варіанти. Внаслідок дії чинників відбираються особини з певними ознаками. Відбираються гетерозиготи, а елімінують гомозиготи. Гомоготизація призводить до зниження арогенності популяції

3 wHsUQIuurXurOUa7vO5BioT6POYJd/1pcEWCvzFBjZuYNOR+tEiSM6l3goJIt0EvJnyr0cTzUpBJ PeeZ0x81shHg5GbrTGQ6cLsNPxk9+J0ROvco9RhdUZ6yecrgQkThxT+ZbHrCfNF9Vzm8F3025HDi pBuZ7WVpKqc+8UkYhtfdd626EnJTmX8uX0uzar/0eiccBL0gNnR01rtyQQc3oon/T7HO8KfhjqKh cgwMAhAURhyR2Wdinxkm9pkRRBAN7eKNC6KLMXiKMQba84XN8iiLUchtJmdebFNhj2AzrAMEDT0K AQuZ2ESPM0ShB6TGBEUU0Tf3yFEDXyz/AAAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQCbMyc3DAEAAC0C AAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9 If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAAPQEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFSF bru4AQAATAMAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAAPAIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAh AHkYvJ2/AAAAIQEAABkAAAAAAAAAAAAAAAAAIAQAAGRycy9fcmVscy9lMm9Eb2MueG1sLnJlbHNQ SwECLQAUAAYACAAAACEA17J05d8AAAAJAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAAAWBQAAZHJzL2Rvd25yZXYu eG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhACqRtRsMAgAA9gQAABAAAAAAAAAAAAAAAAAAIgYAAGRycy9pbmsv aW5rMS54bWxQSwUGAAAAAAYABgB4AQAAXAgAAAAA ">

· Дизруктивний – елімінуються середні варіанти, залишаються лише крайні. Утворюються дві популяції.

Закон Харді-Вайнберга – при панміктичній популяції, за відсутності конкуренції, при випадковій елімінації, коли усі генотипи елімінують випадково.

А=P

а=q

Панміктичні популяції при невибірковій популяції співвідношення генотипів популяції буде мати наступний вигляд

(P+q)²= p²+2pq+q²

Співвідношення генотипів при невибірковій елімінації матиме такий розподіл:

0,25АА+0,5Аа+0,25аа

При іншому розподілі, можемо казати про те, що на популяцію діє лімітуючий чинник.

Виправити співвідношення

При стабілізуючому доборі лімітують однаково:

0,1АА+0,8Аа+0,1аа

При дизруктивному лімітують неоднаково:

0,1АА+0,7Аа+0,2аа

Еволюційні перспективи популяцій під різними формами добору:

Стабілізуючий добір.

Вихідні генотипи АА Аа аа.

Реальне і потенційне розмаїття генотипів популяцій після розмноження.

· Варіант 1 – потенційне співвідношення генотипів

· АА+2Аа+аа

· Варіант 2 – реальне

· АА

При стабілізуючому

· Потенційне 1,5

· Реальне 0

· Невибіркова елімінація

· Потенційна

0,25АА+0,5Аа+0,25аа

· Реальна

АА+2Аа+аа

Дизруктивний добір

Потенційне

АА аа

Реальне

13 АА+10Аа+13аа

· Найбільше еволюційно перспективні популяції при невибірковій популяції будуть мати найбільші значення генетичного різноманіття

· При стабілізуючій формі природного добору реальна генетична гетерогенність може бути нульовою, потенційна – 1, 5

· Дизруктивний набір при утворенні нащадків дає значення відмінні від нуля.

У печерних форм (стабільні умови існування) за більшості ознак відбувається гомогомотизація популяції. Популяції представлені АА і аа.

Екологічні аспекти еволюції популяцій

Розселення – внаслідок розширення ареалу закінчується пошуком нових біотопів і відбувається:

Вселення – дочірня популяція починає пристосовуватися до умов навколишнього середовища, якщо комплекс екологічних чинників співпадає з їх вимогами відбувається розмноження і збільшення чисельності, що веде до процесу

Натуралізація – особини не змінюють свої морфологічних, фізичних та біохімічних характеристик. Можуть обмінюватись генетичною інформацією з материнською популяцією.

Інтродукція – штучне, прискорене, цілеспрямоване переселення живих організмів. Існує також випадкова інтродукція.

Процес інтродукції і природного розселення можуть закінчитись вселенням і натуралізацією.

Можу статися так, що відбудеться не натуралізація, а акліматизація

Акліматизація - якщо в процесі вселення відбулась зміна параметрів (набуття певних особливостей, що відрізняють їх від особин материнської популяції). Дочірня популяція за якимись параметрами відрізняється від материнської, за довгому розвитку може статись так, що дочірня популяція не зможе схрещуватись з материнською популяцією. Репродуктивна ізоляція.

Акліматизація є одним із шляхів видоутворення.

Інвазія – вторгнення на територію іншого вид, на якій він раніше не зустрічався.

Крім мікро і макроеволюційних перетворень може існувати еволюція екосистем (відбувається під час кліматичних змін в межах біомів).

Фенотип = генотип + паратип (зовнішні чинники)

Лекція 28.11.14

Популяція як одиниця управління

Популяція:

Елементарна еволюційна одиниця

Елементарна біосистема – організм.

Екосистема може підтримувати свій стаціонарний стан (одні види, переробляють ретарданти інших, утворюючи ресурси).

Функціональні групи:

· Продуценти

· Консументи

· Редуценти

Зміна генетичної структури популяції може вести до зміни якості ретардантів, що виділяє популяція.

Управління включає:

· Експлуатація

· Знання популяційної структури господарського виду вимагає інформації про структурні характеристики. Середня та індивідуальна плодючість самок популяції, щоб знати скільки молоді можна зібрати.

· Знати просторовий розподіл:

· Якщо забрати з певної території, там залишаться ресурси – може вселитись новий вид

· Підтримання чисельності

· Знання як генеративної так і вікової структури

· Охорона

· Для збереження біорізноманіття як умови існування людської цивілізації

Популяція як одиниця охорони:

Раніше – охорона генофонду (по суті – охорона видів, в заповідниках для збереження локальних популяцій тварин або рослин)

Охоронятися мають місця існування. Стратегія охорони генофондів змінилась на стратегію охорони екосистем і ландшафтів.

Моніторинг

Популяція як індикатор стану певних екосистем

Для біоіндикації використовують підходи

· Малочисельні стенобіонти (незначні зміни екосистеми призводять до вимирання виду)

· За структурою популяцій видів домінантів

Дата добавления: 2014-12-25