Рональд Фишер Sir Ronald Fisher 1890 1961

Рональд Фишер Sir Ronald Fisher (1890 – 1961) Жорж-Луи Лекле к, граф р де Бюффо н Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon (1707 — 1778) Дарвин поумолчанию Эразм Дарвин Erasmus Darwin (1731 — 1802) Чарлз Ро берт Да рвин Charles Robert Darwin (1809 — 1882)

Previously (ранее на семинарах) I. Изменчивость подразделяется на ненаследственную и наследственную, последняя в свою очередь делится на мутационную и комбинативную II. Мутации бывают разными по масштабу: точечные мутации в крайнем случае изменят аминокислоту или выключают белок, рекомбинационные могут менять число генов, а в результате хромосомных перестроек и геномных мутаций меняется кариотип. III. Закон Харди-Вайнберга и факторы меняющие равновесие Харди-Вайнберга: отбор, дрейф, система скрещивания, поток генов (миграция), мутационный процесс. IV. Популяционно-генетическое описание отбора. Отбор действует через отличия генотипов в приспособленности. Теорема Фишера: отбор не может идти в сторону снижения приспособленности. V. Генетические полиморфизмы: нейтральные и переходные, а также сбалансированные в результате баланса отбора и мутаций, отбора и миграций, а также балансирующего отбора.

Фенотипическая изменчивость. Изменчивость в природных популяциях.

Что не позволяет работать только с генами и частотами аллелей? Плейотропия. Катехол-о-метилтрансфераза Валин в 158 позиции Коррелирует с мужской гомосексуальностью Большая агрессивность в случае тяжелого детства (меньшая устойчивость к трудностям) Предрасположенность к шизофрении и анорексии Метионин в 158 позиции Меньшая чувствительность к боли Повышенный риск остеопороза Увеличивает риск преэклампсии Большая эффективность лечения шизофрении

Полигенность. Без Per 1 циркадный ритм менее выражен, без Per 1 и Per 2 — не работает. При мутациях в Cry 1 и Cry 2 — циркадный ритм есть только при фиксированном цикле дня и ночи. Без света не работают

Генотип и фенотип • Генотип — • Фенотип —

Генотип и фенотип • Генотип — совокупность всех • Фенотип — морфологические, физиологические, генов данного организма биохимические, поведенческие и иные свойства организма, проявляющиеся в течение его жизни

Генотип и фенотип Aa Aa Aa aa aa AA AA AA aa aa

Отклонения от ожидаемого фенотипа • Экспрессивность • Пенетрантность Сосудистая оболочка глаза человека в норме Сосудистая оболочка глаза человека при мутации в родопсине При одинаковой мутации в одном и том же кодоне родопсина у разных людей тяжесть и скорость течения болезни варьируется в зависимости от генетических и средовых факторов При мутации Per 1 и нормальном Per 2 циркадный ритм нормальный — неполная пенетрантность мутантного Per 1, (на генетической основе) При мутации в Cry 1, но при наличии постоянного цикла дня и ночи, пенетрантность неполная (средовая основа)

Что такое норма реакции? К чему относится норма реакции — к всей популяции или к конкретному генотипу?

Фенотипическое значение P = G + E + IGE, где P — фенотипическое значение G — генотипическое значение Е — средовое отклонение (вся совокупность негенетических причин и обстоятельств, которые влияют на выраженность признака) IGE — взаимодействие генотип-среда

Генотипическое значение G = A + D + I, где A — селекционная ценность (при случайном скрещивании со случайными особями из популяции, определяется как удвоенное среднее отклонение потомков от среднего значения) D — эффект взаимодействия аллелей, который не давали бы каждый из аллелей взятый в отдельности I — эпистатическое отклонение, эффект от взаимодействия разных генов

Дисперсия признака VP = VA + VD + VI + VE + 2 cov. GE, Для изучения изменчивости важно разложить её на компоненты, вызванные действием различных причин. Соотношение компонентов позволяет определить генетические свойства популяции, в особенности степень сходства между родственниками

Средовая дисперсия Вся изменчивость негенетического происхождения. Причины: • Питание • Климат • Материнский эффект • Обучение • Случайные события • «Шум» (в т. ч. онтогенетическая изменчивость) • и другие

Морфозы Талидомид «Children of Thalydomide” Одинаковый фенотип вызывает как применение талидомида, так и мутация фокомелия в VIII хромосоме. Одинаковый фенотип вызывает как применение эфира и повышенной температуры, так и гомеозисная мутация ubx.

Онтогенетическая изменчивость

Взаимодействие генотип-среда

Наследуемость признака Наследуемость в широком смысле (степень генетической детерминации). Степень, в которой фенотипы определяются генотипами Наследуемость в узком смысле. Степень, в которой фенотипы определяются генами, перешедшими от родителей

Измерение наследуемости в широком смысле. ANOVA Lorè, N. I. , Iraqi, F. A. , & Bragonzi, A. (2015). Pseudomonas aeruginosa

Измерение наследуемости в узком смысле Наследуемость как коэффициент регрессии значения признака у потомков на значение признака у родителей

Измерение наследуемости в узком смысле R — ответ на отбор. Изменение популяционного среднего (разница между средним P потомков отобранных родителей и средним P всего родительского поколения) S — селекционный дифференциал (hазница между средним P всей популяции и средним P особей, прошедший отбор) Тогда наследуемость При низкой или нулевой наследуемости прямой отбор неэффективен

Какие из перечисленных терминов характеризуют популяцию, а какие особь (генотип) или признак? Наследуемость Норма реакции Приспособленность (абсолютная и относительная) Полигенность Селекционная ценность Аддитивная дисперсия

Синтетическая теория эволюции 1. Мутации — материал для эволюции 2. Естественный отбор — основной движущий фактор эволюции 3. Популяция — единица эволюции 4. Вид в рамках биологической концепции 5. Дивергентный, постепенный и длительный характер эволюции 6. Ненаправленность и нефиналистичность эволюции.

Популяция Генетика Экология Популяция — это совокупность Популяция — группа организмов одного вида, гетерозиготных особей, длительное время обитающих на скрещивания которых между одной территории (занимающих собой происходит чаще, чем с особями аналогичных групп того определённый ареал) и частично или полностью изолированных от же вида. особей других таких же групп. Предполагает определённую репродуктивную изоляцию и отличающийся от такового в других популяциях генофонд. Численность должна быть достаточной для обеспечения её устойчивого существования в чреде поколений

Пространственная структура изменчивости внутри вида Подвиды (географические расы) Ursus arctos Colaptes auratus

Пространственная структура изменчивости внутри вида Фенотипическая изменчивость не совпадает с генотипической по паттернам распределения

Пространственная структура изменчивости внутри вида Клинальная изменчивость Мушки с аллелем Adh. F лучше выживают на субстрате с высоким содержанием алкоголя. Частота этого аллеля в популяция возрастает к северу и коррелирует с уровнем осадков

Пространственная структура изменчивости внутри вида Клинальная изменчивость Правило Бергмана. У теплокровных животных особи из северных популяций вида крупнее, чем из южных Правило Аллена. У млекопитающих особи из северных популяций вида имеют более короткие выступающие части тела (уши, хвост, лапы), а на юге - более длинные. Правило Глогера. У теплокровных животных особи из популяций, обитающих в районах с теплым и влажным климатом, имеют более насыщенную окраску, а в местностях с холодным и сухим климатом - более тусклую.

Пространственная структура изменчивости внутри вида Мозаичное распределение. Экотип. Сосна обыкновенная на меловых отложениях (слева). Сосна обыкновенная на равнинах (справа)

Пространственная структура изменчивости внутри вида Экологические расы Salmo ischchan Зимний ишхан (справа) — самая большая раса. Бентофаг. Откладывает икру зимний ишхан в самом озере. Летний ишхан (снизу) откладывает икру весной и летом во впадающих в озеро реках и в самом озере, в предустьевых участках. Боджак (сверху) — карликовая раса севанской форели. Нерестится боджак только в озере, в возрасте 3 -4 лет. В отличие от остальных рас севанской форели, он не строит гнезд, а разбрасывает свою икру по дну озера Гегаркуни (в центре) — проходная форма форелей Севана. питается не только бентосом, но и зоопланктоном - животных, населяющих толщу воды и переносимых течением. Размножается только в реках.

В чём отличие между борьбой за существование и отбором?

Борьба за существование: Весь спектр экологических взаимодействий организма с окружающей средой, направленный на выживание в условиях нехватки ресурсов и конкуренции за ними Естественный отбор Результат борьбы за существование: Дифференциальная выживаемость и дифференциальное размножение

Борьба за существование Внутривидовая Межвидовая Групповая (между популяциями) Индивидуальная: - Условная - Пассивная Конкуренция Трофические связи Мутуализм С абиотическими условиями Ограниченность ресурсов Массовая элиминация

Контрольная работа № 2 AA Aa aa F 1 0. 36 0. 48 0. 16 F 2 0. 40 0. 4 0. 2 1. AA Aa aa F 1 0. 36 0. 48 0. 16 F 2 0. 44 0. 46 0. 1 По данным таблицы определите систему скрещивания популяции (другие факторы, нарушающие равновесие Харди-Вайнберга не действуют) 2. Как влияют мутации на 2. частоту аллелей в популяции 3. Перечислите причины генетического 3. полиморфизма в популяциях 4. Причины, по которым 4. схема «один ген — один признак» несостоятельна (по лекциям) Как влияет генетический дрейф на частоту аллелей в популяции Назовите условия выполнения закона Харди-Вайнберга. Формы изменчивости (по лекциям)