Популяционная структура вида

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ

Биологический вид - это совокупность особей, занимающих определенный ареал, имеющих морфологическое, физиологическое, генетическое и поведенческое сходство, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.

Основные критерии вида следующие:

1) репродуктивная и генетическая изоляция - особи одного вида свободно скрещиваются друг с другом и не скрещиваются с особями других видов;

2) морфологический - сходство в строении особей одного вида;

3) физиологический - сходство физиологических процессов у особей одного вида;

4) биохимический - специфика белков и ферментов и сходство обменных процессов у особей одного вида;

5) этологический - сходство поведения у особей одного вида;

6) экологический - сходство условий существования у особей одного вида;

7) географический - одинаковое расселение особей вида на определенной территории.

Особи вида расселены на занимаемой ими территории неравномерно. Вследствие этого вид распадается на более мелкие единицы, относительно изолированные друг от друга. Они называются популяциями. Популяция - это совокупность особей одного вида, длительно населяющих одну территорию, относительно изолированных от других групп особей этого вида, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Совокупность генов популяции называется генофондом. Генофонды популяций составляют генофонд вида. Особи одной популяции имеют разные генотипы (АА, Аа, аа), т.е. обладают генетическим полиморфизмом в отличие от чистых линий, представляющих совокупность однородных гомозиготных особей (либо АА, либо аа). Отбор не может идти в чистых линиях, он идет только в популяциях. По численности особей популяции могут быть большие и малые. Большие человеческие популяции включают более 4 тыс. человек. Малые человеческие популяции подразделяются на демы и изоляты. Демы имеют численность от 1,5 до 4 тыс. человек. Внутригрупповые браки в них составляют 80-90%, приток генов из других групп - 1-2%. Изоляты - наименьшие популяции людей численностью до 1,5 тыс. человек. Внутригрупповые браки со­ставляют в них свыше 90%, а приток генов из других групп - менее 1 %.

Человеческие популяции характеризуются следующими демографическими показателями:

1) размерами,

2) рождаемостью и смертностью, разница между которыми определяет прирост населения;

3) возрастной структурой,

4) родом занятий,

5) экологическим состоянием среды,

6) экономическим положением общества,

7) климатическими условиями и др.

Популяции называются панмиксными, если в них происходит случайное, ничем не ограниченное скрещивание между особями, свободный выбор партнера.

Под идеальной популяцией понимают бесконечно большую по численности особей популяцию, которая характеризуется полной панмиксией, отсутствием мутаций и естественного отбора. Понятно, что в природе такие популяции не существуют, но большие по численности популяции по своим характеристикам приближаются к идеальной.

Генетические процессы в больших популяциях (закон Харди-Вайнберга).

Идеальные (большие) популяции подчиняются закону Харди-Вайнберга.

В популяционной генетике основными понятиями являются понятия частот генов и генотипов. Частоту встречаемости доминантного гена обозначают латинской буквой р, а частоту встречаемости рецессивного гена - буквой q. Если аллельных генов только два, то сумма частот доминантного и рецессивного гена (р + q) равна 1 (100%). Если провести скрещивание двух гетерозиготных организмов, то в I поколении получим:

F₁: АА, 2Аа, аа

Если вместо генов поставить обозначения их частот - рр, 2pq, qq - и преобразовать это выражение, получим р², 2pq, q², где р² - частота доминантных гомозигот; 2pq - частота гетерозигот и q² - частота рецессивных гомозигот. Сумма частот гомо- и гетерозигот может быть принята за 1 (или 100%): р² + 2pq + q² = 1 (100%). При условии полной панмиксии дальнейшее скрещивание особей дает следующие результаты:

АА × АА → АА

*2(АА × Аа) → 2АА + 2Аа

*2(АА × аа) → 2Аа

* (Аа × Аа) → 2АА + 4Аа + 2аа

* 2(Аа × аа) → 2Аа + 2аа

аа × аа → аа

*2 — с учетом реципрокного скрещивания

Подсуммировав результаты скрещивания, получим:

5АА + 10Аа + 5аа, или АА + 2Аа + аа, т.е. соотношение гомо- и гетерозигот не изменилось (1:2:1). Это соотношение не изменится и в следующих поколениях, так как исходные данные одинаковы.

Отсюда вытекает закон Харди-Вайнберга, который гласит: в идеальной популяции частоты генов и геноти­пов находятся в равновесии и не изменяются в ряду поколений.

Закон Харди-Вайнберга применяют для расчетов частот генов и генотипов в больших популяциях людей.

Дата добавления: 2015-05-09