Care este piscina genetică a populației? Concept și definiție

O populație este o colecție de organisme vii dintr-o specie care este izolată parțial sau complet de ceilalți oameni. În acest articol, vom examina principala sa "bogăție", cauza caracteristică. Anume, răspundem la întrebarea cu privire la ceea ce este un fond genetic al unei populații. Se schimbă și de ce? Ea influențează forța motrice a evoluției? De ce sunt grupuri genetice de populații dintr-o specie eterogene? Să începem definirea conceptului.

Care este piscina genetică a populației?

O piscină genetică, un grup de gene (este un grup de gene) este unul dintre conceptele de bază ale geneticii populației. Acesta denotă întregul set de alele (variații ale aceleiași gene) ale unui anumit grup izolat de organisme vii.

După ce a aflat ce este grupul genetic al unei populații, cititorul va pune întrebarea: "Pentru ce are nevoie populația această diversitate de alele?" Acest lucru este necesar pentru o adaptare mai optimă la mediul înconjurător. Astăzi, procentul de supraviețuire este mai mare pentru vrăbii de culoare maro, iar condițiile de mâine se vor schimba, iar păsările gri vor avea mai multe șanse. Persoanele fizice vor muri, dar populația va trăi grație geniului salvat.

Rețineți că schimbul de gene este caracteristic nu numai pentru reprezentanții unei singure populații, ci și pentru întreaga specie, deoarece izolarea dintre ele nu este absolută. Prin urmare, putem vorbi despre genunchiul speciilor.

Originea conceptului

Pentru prima dată, el a spus lumii care este ponderea genetică a populației, în 1928 geneticianul sovietic AS Serebrovsky. Acesta a fost cel care a format conceptul acestui fenomen. Și numele "gene pool" a fost ales de el pentru a sublinia că bogăția variațiilor de gene este cea mai valoroasă pentru lumea biologică.

În știința occidentală conceptul a apărut din cauza lui FG Dolzhansky. În limba engleză sună ca gene pool.

Tipuri și caracteristici ale grupurilor genetice

Toate populațiile, bazate pe subiectul conversației noastre, pot fi împărțite în două tipuri:

• Monomorf - există o singură alelă a genei.
• Polimorf - observat în rădăcina unei situații diferite. Gena are mai multe variante diferite.

Dacă luăm în considerare o specie care are mai mult de un set de cromozomi, numărul total de alele va depăși numărul de organisme din grup. În cele mai multe cazuri, totuși, membrii populației sunt mai mari decât variațiile genei. Cu o încrucișare puternică (care traversează organisme strâns legate într-o singură populație) pot fi observate grupuri monomorfe de organisme cu o singură alelă.

Indicatorul volumului grupului de gene este dimensiunea efectivă a populației (N_e). Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare grupul de gene. Dar cât de utilă este populația? Totul depinde de condițiile de mediu. Dacă se schimbă în mod constant, atunci există mai multe șanse într-o populație cu un fond bogat de gene. Se va adapta mult mai rapid la o viață nouă, decât într-un alt grup, alela necesară va apărea ca rezultat al mutațiilor.

Dar, în cazul în care condițiile de viață sunt destul de stabile, atunci nu există „în negru“ populația cu un fond de gene mai mici - mai puțin probabil să apară pe lumina, indivizii cu genotip „pretenții“, a căror șansă de supraviețuire, procrearea este foarte mică.

Populația și evoluția

Schimbarea grupului genetic al populațiilor reprezintă o schimbare a genei unei specii. La urma urmei, este ea, și nu un singur individ, adică unitatea de evoluție. Populația este o entitate stabilă, holistică care are următoarele caracteristici:

• Fiind în izolare relativă, care nu permite schimbul liber de informații ereditare cu alte grupuri ale speciei.
• Trecând liber între ele, indivizii formează grupul genetic al populației (în clasa 11 clasa "Genofond" această problemă este discutată în detaliu). Există un schimb constant de gene: există doar aceia care trec testul prin selecție naturală. Acestea sunt bogăția fondului genetic al populației.
• Există un anumit teritoriu de mai mulți ani. În acest timp, un număr considerabil de generații se schimbă, ceea ce oferă o oportunitate pentru procesele evolutive.

Populația și conducerea forțelor evolutive

Luați în considerare impactul forțelor motrice ale evoluției asupra genotipului populației.

mutații. În condiții normale, acestea sunt foarte rare. Acestea sunt provocate de radiații radioactive, radiații ultraviolete, componente chimice și un număr de alți factori. Mutațiile dăunătoare în anumite condiții pot deveni extrem de utile în altele, deci este un fenomen foarte valoroasă pentru grupul genetic al populației.

În cantități copleșitoare, acestea sunt recesive, prin urmare, ele apar în fenotip numai în starea homozigotă. Dacă mutația este dominantă, atunci semnele ei pot fi văzute deja în prima generație.

"Valurile vieții" (valurile populației). Fluctuațiile semnificative ale numărului de reprezentanți ai populației. Uneori, motivele pentru aceasta sunt naturale (de exemplu, o creștere a numărului de insecte în primăvară și o scădere în toamnă), uneori cauzate de dezastre naturale.

"Valurile vieții" afectează, de asemenea, schimbarea în grupurile genetice ale populațiilor (în clasa 11, aceasta este considerată în lecțiile de biologie), deoarece influențează direcția și intensitatea selecției naturale.

Derivarea genelor. O schimbare aleatorie a unei populații mici de frecvențe alelelor. Consecința poate fi dispariția genelor recesive, creșterea numărului de indivizi homozigoți, apariția unor specii rare de specii de variații genetice. Este cauzată de diverși factori - izolarea, valurile populației, mutațiile.

izolație. Este împărțită în geografică (prezența oricăror bariere spațiale) și biologică (limitând sau eliminând posibilitatea de trecere între indivizi din aceeași specie - diferite sezoane de împerechere, comportament diferit în timpul sezonului de împerechere). Împiedicând încrucișarea liberă a indivizilor de diferite populații, izolarea agravează diferențele genetice dintre ele.

Este important de remarcat faptul că izolarea nu contribuie la îmbogățirea fondului genetic cu material nou, apariția altor genotipuri.

Toți acești factori acționează în mod spontan. Dacă, ca urmare a impactului lor, a avut loc o schimbare în grupul genetic al populațiilor (în lecția din clasa 11, profesorul explică acest fenomen în detaliu), atunci acesta este pur și simplu un rezultat accidental. Acțiunea direcționată este doar una dintre forțele motrice ale evoluției - selecția naturală. El este cel care contribuie la supraviețuirea celui mai potrivit, păstrându-și genotipurile în populația generală a populației.

De aici putem împărți motivele pentru schimbarea genei populației în două ramuri - aleatoare și direcționate. Să le analizăm mai detaliat.

Motive ale alegerii schimbării genei

Deci, ce putem distinge aici:

• Migrarea unei părți a persoanelor într-un alt loc de reședință. Piscina genetică nu va mai repeta exact "părintele" deoarece genotipurile acestor reprezentanți nu includ întreaga diversitate de alele. Genele rare se pot răspândi, pot suferi mutații calitative noi.
• Populația era împărțită de o barieră naturală sau artificială. Aici, grupurile genetice devin, de asemenea, din punct de vedere calitativ, după un timp, nu sunt similare fie cu cele dintâi, fie cu celelalte.
• Faptul de dezastru natural. Fondul general va fi format din genotipuri selectate aleatoriu ale unui mic grup de supravietuitori. În același timp, unele mutații pot dispărea cu totul, în timp ce altele se pot răspândi pe scară largă.
• Condiții nefavorabile care provoacă moartea în masă a indivizilor. Unele gene sunt pierdute, inclusiv cele rare, ceea ce poate provoca o viață mai puțin viabilă.
• Frecvențe periodice populație. De exemplu, populația de insecte din primăvară constă în genotipuri de indivizi care au reușit să supraviețuiască iernii.

Prin urmare, vedem că efectul factorilor aleatori asupra genei este negativ - ei o sărăci. Dar, ca rezultat, o populație foarte viabilă din punct de vedere calitativ, cu un fond genetic unic, apare.

Cauza direcționată a modificării grupului de gene

Aici vom atribui doar un factor - selecție naturală. Ajută la creșterea frecvențelor genelor cele mai utile pentru anumite condiții și la reducerea inutilă, dăunătoare pentru locația dată. Prin urmare, el îmbogățește piscina genetică, fiind un fel de "sanitarist".

Selecția naturală schimbă fenotipurile indivizilor, comportamentul lor, aspectul, modul de viață. Scopul acestor schimbări este cea mai bună aptitudine pentru anumite condiții de viață.

Cauzele diferențelor de populație

Din toate cele de mai sus, este ușor să se izoleze cauzele diferenței în grupurile genetice ale populațiilor izolate dintr-o specie:

• Condiții diferite de trai. Pentru anumiți factori, persoanele cu un singur genotip sunt mai bine adaptate, la unii cu altul.
• Direcții diferite de mutageneză. Undeva poate exista un fel de mutație, în altă parte. Într-un caz, este dominantă, în cealaltă este recesivă.
• Fenomenul de trecere - schimbul de secțiuni de cromozomi.

Mai întâi de toate, diferența în grupurile de gene generează izolare. Unele modificări se acumulează, sunt moștenite, populații din ce în ce mai îndepărtate dintr-o categorie de specii în asemănări.

Este posibilă gruparea genetică a populației?

Poate piscina genetică a populației să nu fie volatilă, mobilă? Teoretic da. Acest lucru este confirmat de bine-cunoscuta lege Hardy-Weinberg: după o anumită perioadă, frecvențele genelor ajung la echilibru, iar fondul general rămâne neschimbat.

Cu toate acestea, pentru o astfel de stabilitate, trebuie îndeplinite o serie de condiții:

• Absența migrației persoanelor cu genotipuri specifice.
• Populația infinit de mare.
• Numai trecerea accidentală.
• Persistența condițiilor de trai.

Cu toate acestea, în lumea reală, respectarea tuturor acestor condiții este practic imposibilă, de ce nu pot fi evitate schimbările în grupul genetic al populației. Stabilitatea poate fi creată numai artificial.

Am dat seama de cauza diferenței în grupurile genetice ale populațiilor izolate. Și, de asemenea, a învățat ce este o grupă genetică în general, ce cauze (inclusiv forțele motrice ale evoluției) îi afectează schimbarea.