Популяционная генетика — раздел генетики изучающий генофонд популяций

Популяционная генетика - раздел генетики, изучающий генофонд популяций и его изменение в пространстве и во времени

Популяция – элементарная единица эволюции

Популяция – группа организмов, достаточно долго проживающих на определенной территории, в которой в большей или меньшей степени осуществляется панмиксия и которая в большей или меньшей степени изолирована от других таких же групп Н. В. Тимофеев-Ресовский

Случайное скрещивание (панмиксия) – генотипы особей не влияют на образование брачных пар

Ассортативное скрещивание: Положительное – при выборе полового партнера предпочтение оказывается особям сходного фенотипа (ведет к увеличению в популяции доли особей с родительским генотипом) Отрицательное – при выборе полового партнера предпочтение оказывается особям с противоположным фенотипом (ведет к появлению в популяции особей с новыми сочетаниями аллелей)

Инбридинг – образование брачных пар на основе родства. Увеличивает долю гомозиготных особей в популяции, т. к. в этом случае высока вероятность того, что родители имеют одинаковые аллели.

u В том случае если популяция репродуцируется половым путем – принято говорить о т. н. менделевской популяции. u Менделевскими популяциями наиболее высокого ранга являются виды. Как правило, отдельные виды полностью генетически изолированы друг от друга т. к. существует эволюционно выработанная система изолирующих репродуктивных механизмов. u Локальная популяция – группа особей одного вида, существующих совместно на одной территории. Границы между локальными популяциями могут быть размытыми и плохо очерченными.

Географическое распределение ящерицы Lacerta agilis А. Ареал охватывает значительную часть Европы и Западной Азии (распределение не равномерно). Б. Вдоль ручьев рек популяции имеют более высокую плотность, чем на водоразделах. В. Ящерицы образуют небольшие семейные группы (несколько родственных организмов). 20 -40 семейных групп – один дем.

Генофонд – совокупность генов (генотипов) у особей данной популяции Особенности генофонда: • уровень генетического разнообразия в каждой популяции, • каковы генетические различия между географически разделенными популяциями одного вида и между различными видами, • как генофонд изменяется под действием окружающей среды, • как он преобразуется в ходе эволюции, • как распространяются наследственные заболевания, • насколько эффективно используется генофонд культурных растений и домашних животных.

Генетическая изменчивость - источник разнообразия популяций и необходимое условие эволюции. Внутривидовая изменчивость в окраске надкрыльев божьей коровки (по Айала, Кайгер, 1988)

Генетический полиморфизм у мышей

Количественные оценки изменчивости Полиморфизм – наличие в популяции двух или большего числа аллелей по данному локусу. Полиморфность популяции оценивается по доле полиморфных локусов. Гетерозиготность – частота гетерозиготных особей в популяции. Полиморфность и гетерозиготность отражают генетическое разнообразие в популяции.

Частота генотипа – доля особей в популяции, имеющих данный генотип. Частота аллеля – его доля среди имеющихся аллелей. Частота аллеля В системы АВО в мире

«если нельзя определить частоту альтеpнативных аллелей в pазных локусах, в pазных популяциях и в pазные пеpиоды истоpии данной популяции, то вся теоpия популяционной генетики остается абстpактным упpажнением. . . Теория эволюционной генетики – это теоpия истоpических изменений частот генотипов» . Р. Левонтин

Случайная выборка – выборка, организуемая таким образом, что каждая особь популяции (или ген в геноме) обладает равной с другими вероятностью попасть в нее.

Частоты генов и генотипов Группа крови Генотип Число Частота M Lm. Lm 22 0. 030 MN Lm. Ln 216 0. 296 N Ln. Ln 492 0. 674 730 1, 000 Всего Частоты групп крови системы MN в популяции австралийских аборигенов

Лисицы разной окраски, добытые охотниками в разных районах Русской Америки в 1824 году.

Две модели популяционной структуры

Классическая модель Подавляющее большинство локусов содержит аллели дикого типа с частотой, близкой к единице. «Идеальный» генотип особи гомозиготен по аллелям дикого типа во всех локусах. Эволюция происходит благодаря тому, что время от времени в результате мутации появляется «удачный» аллель, частота которого поддерживается естественным отбором.

Балансовая модель Во многих локусах (если не всех)присутствует целый ряд аллелей с различными частотами. Особи, составляющие популяцию гетерозиготны по этим аллелям и «идеальный» генотип отсутствует Эволюция является процессом одновременного постепенного изменения частот и типов аллелей во многих локусах. Изменение частот аллелей в одном локусе ведет за собой и изменение частот аллелей в других локусах.

«… Мы стоим у края необъятного моря. Тысячи различных драгоценных и вредных веществ – генов – растворены в этом море… И море это волнуется. Неслышными взрывами ежеминутно взрываются в нем мутации… Медленно расползаются диффузными процессами эти гены, захватывая все новые и новые зоны. Сложными потоками переливаются, сливаясь и крутясь, разноцветные струи, рождая новые комбинации генов, часто еще не ведомые человеку… Имя этому морю – генофонд… Познать, понять и овладеть его взволнованной жизнью – наша благородная задача!» А. С. Серебровский