Главная | Обратная связь

Генетична структура популяцій. Закон Харді-Вайнберга.

В панміктичній популяції, особини якої вільно схрещуються між собою і можуть мати домінантні і рецесивні гени, відбувається постійна їх перекомбінація. При аналізі генетичної структури популяції виходять із того, що між частотами алелей А і а та частотою генотипів АА, Аа й аа є певний зв’язок: гомозиготи АА містять два домінантні гени, гомозиготи аа – два рецесивні, гетерозиготи Аа – один домінантний і один рецесивний ген.

Якщо частоту гена А позначити літерою р, а частоту гена а – q, то р буде дорівнювати 1 – q; а q дорівнює 1 – р. Природно, що у F₂ та наступних поколіннях частота генотипів АА, Аа, аа буде визначатися за формулою:

(p+ q)² = p²+2pq+ q²

Дана закономірність дозволила у 1908 році англійському математику Г. Харді та німецькому лікарю В. Вайнбергу незалежно один від одного відкрити названий в їх честь закон:

,,В ідеальній популяції співвідношення домінантних гомозигот (АА), домінантних гетерозигот (Аа) і рецесивних гомозигот (аа) залишається постійним із покоління в покоління”.

Тобто, при частотах рА та qа внаслідок вільних схрещувань особин у популяції встановлюється таке співвідношення генотипів: р² АА+2pqАа+ q² аа = 1

Використовуючи даний закон можна на основі обмеженої інформації (наприклад, частоти рецесивних гомозигот) розрахувати генетичну структуру популяції, тобто співвідношення в ній різних генотипів. Це можна показати на прикладі успадкування резус-фактора у людей. Припустимо, що у певному населеному пункті при обстеженні виявлено 16 осіб з резус-негативним фактором (rh). Відомо, що позитивний резус-фактор (Rh) успадковується моногенно за домінантним типом. Звернувшись до формули Харді-Вайнберга, ми можемо отримати дані про генетичну структуру популяції. р²+2 pq+ q²=1( або 100%). Гомозиготи за рецесивним алелем складають 16%. Звідси (або 40%), тобто із загальної кількості генів популяції, які визначають резус-фактор 40% - рецесивні.

Частота домінантного алеля становить 1- q =1- 0,4 = 0,6 (або 60%). Для визначення відсотка RhRh та Rhrh в популяції розраховують: р²= (0,6) = 0,36, тобто 36% мають домінантні гомозиготи RhRh; 2 pq= 2(0,6)×(0,4)= 0,48 (або 48% мають домінантні гетерозиготи - Rhrh. Отже у даній популяції 36% людей мали генотип RhRh; 48% - Rhrh; 16% - rhrh.

4.Динаміка популяцій.

Динаміка популяцій – це швидкість зміни її структури. До основних показників динаміки популяцій відносяться: народжуваність, смертність, чисельність та щільність заселення територій.

Народжуваність – це число нових особин які з’являються в угрупованні за певний час в розрахунку на одну особину. Для порівняльної характеристики народжуваності використовують такий особливий показник як питома народжуваність, яку виражають відношенням кількості новонароджених особин до початкової чисельності популяції:

де А – кількість новонароджених, Б – початкова кількість особин.

Існує також поняття росту чисельності популяції. Швидкість росту чисельності популяції – це кількість організмів, на яку вона збільшується за певний проміжок часу. Її визначають за формулою:

де М – кількість особин, на яку збільшилося угруповання, t - час.

Величина народжуваності змінюється у різних видів суттєво. Наприклад, у оселедця одна особина відкладає 50 тис. ікринок, а в акул – тільки декілька штук.

Рівень народжуваності помітно змінюється з віком особин і залежить від їх плодючості та умов довкілля.

Смертність особин у популяціях ще не зовсім вивчена. Закономірним є вимирання найбільш старих особин, але пік смертності припадає на молоді. Майже у всіх тварин найбільша кількість загибелі припадає на молоді особини.

Розрізняють фізіологічну та реалізовану смертність.

Фізіологічна смертність характеризує загибель особин в оптимальних умовах, реалізована (екологічна) – в реальних.

Чисельність популяцій залишається стабільною, якщо народжуваність урівноважується смертністю особин. При переважанні народжуваності її чисельність зростає, смертності – знижується.

Збільшення чи зменшення кількості особин в популяції викликається різними факторами (наявністю корму, щільністю заселення території, конкурентною боротьбою, міграціями тощо). Ці зміни відбуваються хвилеподібно, але мають тенденцію до збереження чисельності популяції на оптимальному в даних умовах рівні.