Генетическая структура и ее динамика

- совокупность всех генов и всех генотипов, составляющих генофонд популяций и их динамика

 

Факторы, влияющие на генофонд популяций: демографические характеристики и элементарные эволюционные факторы

 

Закон генетического равновесия (1908 г.) Харди-Вайнберга

«При определенных условиях частоты генов и генотипов в популяции находятся в равновесии и остаются неизменными из поколения в поколения»

Условия:

· Большая численность

· Панмиксия – свободные браки

· Отсутствие влияния эволюционных факторов

· Одинаковая вероятность образования всех типов гамет, зигот и их одинаковая жизнеспособность.

Демографические характеристики влияют на генетическую структуру популяции через систему браков.

· Панимиктические – свободные

· Ассортативные – относительно свободные

· Инбридинг – родственные браки

Инцестные – запретные браки 1 степени родства

Кровнородственные – сибсы 2 и 3 степени родства

Родственные браки нежелательны, они приводят к инбредной депрессии. У родственников высока степень вероятности гетерозиготности по одному и тому же рецессивному гену. =>если в популяции высока доля родственных браков, это приводит к гомозиготизации популяции по вредному гену.

 

 

Элементарные эволюционные факторы

· Мутации. Мутационные процесс является поставщиком элементарного эволюционного материала, создавая резерв наследственной изменчивости.

· Миграции. Поток генов из популяции в популяцию. Повышают гетерозиготность популяции.

 

Генетический груз – снижает жизнеспособность популяции за счет накопления вредных рецессивных мутаций.

· Мутационный

· Сегрегационный (накапливаются, но не проявляются)

· Комбинационный – рецессивные мутации, проявляющиеся при половом размножении.

· Миграционный – рецессивные мутации, которые привносятся при миграции населения.

 

Эффекты генетического груза

· Гетерозиготный полиморфизм.

· Уменьшение продолжительности жизни

· Повышенная летальность.

· Сниженная фертильность.

· Повышенная необходимость мед. Помощи.

· Социальная дизадаптация

 

Популяционные волны – колебания численности популяции

· Периодические (сезонные)

· Апериодические обусловлены взаимодействием различных абиотических и биотических факторов

· Кормовые ресурсы

· Вспышки численности видов в новых районах

· Резкие колебания численности, связанные с катастрофами, войнами и эпидемиями.

↓

Случайные изменения частоты аллелей и генотипов

 

Изоляция

· Географическая

· Биологическая (репродуктивная):

1. Генетическая

2. Экологическая

3. Сезонная

4. Морфологическая

5. Этологическая – изоляция, включающая моральные и религиозные ограничения брака.

↓

Способствует дивергенции, инбридингу, дрейфу генов.

Дрейф генов – генетико-автоматический процесс, который происходит только в изолированных малочисленных популяциях, и такая популяция вымирает.

 

Естественный отбор – процесс, в результате которого выживают и оставляют потомство особи с полезными в данных условиях наследственными признаками.

 

Виды отбора:

Стабилизирующий – благоприятствует особям со средней нормой реакции, элиминируя особей с крайними нормами реакции.

Движущий – сохраняет особей с новой или распространенной нормой реакции, которая сформировалась в результате изменившихся условий окружающей среды

Дизруптивный – сохраняет особей с крайними вариантами признака, направлен против особей с средним значением признака.

 

Действие естественного отбора в человеческих популяциях частично нейтрализуется развитием медицины и реабилитацией больных.

Спонтанные аборты составляют примерно 50% всех зачатий, ранняя детская смертность – 2%, мертворождения – 3%, около 20% людей не вступают в брак, примерно 10% браков бесплодны.

 

Смена биологических факторов в процессе исторического развития социальным привела к тому, что в человеческих популяциях отбор утратил функцию видообразования, выполняет функции стабилизации генофонда и поддержания наследственного разнообразия.

 

Популяционная генетика является одним из важных направлений современной генетики. Она изучает генофонды популяций, генетическую структуру популяции, ее динамику, взаимодействие факторов, обуславливающих постоянство и изменение генетической структуры популяции.

Формула, отражающая распределение частоты аллелей в популяции:

p(A) + g(a) = 1

Формула, отражающая распределение частот генотипов в популяции:

p² (AA) + 2pg (Aa) + g² (aa) = 1