Principalii factori ai dinamicii genetice a populațiilor

Principalele mecanisme care precipită modificări ale frecvenței genelor într-o populație sunt:

• hibridarea (o modalitate de a transfera genele existente de la o populație la alta).Hibridizarea produce combinații complet noi de gene;
• mutațiileduc la modificări ereditare. Mutațiile genetice pot apărea oricând, dar nu vor apărea întotdeauna. Cele mai importante sunt mutațiile care apar în timpul gametogenezei.Acumularea de mutații recesive letale, semi-letale și de altă natură într-o populație formează un fel de „încărcătură genetică” a acestei populații.Efectul genetic al unei astfel de încărcături nu va apărea imediat, dar pericolul unei astfel de sarcini. genele pentru generațiile viitoare nu pot fi subestimate;
• deriva geneticăsugerează o schimbare rapidă a frecvențelor genelor dintr-o populație. Deriva genetică este adesea numită efectul Wright, care a studiat influența hazardului ca factor evolutiv. În populațiile mici, pot apărea fluctuații ale frecvențelor genelor, pot fi fixate sau pierdute aleatoriu. În trecut, structura populației a creat condiții ideale pentru deriva genetică.Deriva geneticăeste modificarea frecvențelor alelelor de-a lungul unui număr de generații, cauzată de cauze aleatorii, cum ar fi o populație mică.În astfel de populații, toate combinațiile posibile de gameți nu se formează, unele genotipuri au apărut cu cea mai mare probabilitate. Aleatoritatea pare a fi un factor semnificativcare duce la derive genetică în următoarele situații:

üo genă care creează avantaje evolutive poate apărea în mod repetat prin mutații înainte de a deveni fixată; fiind foarte rar, se pierde usor fara a intra in zigot;

üla mutarea în teritorii noi, un micgrupul poate pierde gene rare, iar complexul genic se va adapta la absența lor(fenomenul „strămoșului”);

Deriva genetică este un proces complet aleatoriu: aparține unei clase speciale de fenomene numite erori de eșantionare.

Ideea corectă a mărimii unei populații este dată nu de numărul total de indivizi din populație, ci de așa-numita dimensiune efectivă, determinată de numărul de indivizi care dau naștere următoarei generații. Acest lucru se explică prin faptul că doar indivizii care sunt părinți în generația anterioară contribuie la fondul genetic al generației următoare, și nu întreaga populație în ansamblu.

• selectia naturala isi exercita influenta asupra organismului prin fenotipuri, formand genotipurile organismelor in asa fel incat fenotipurile nou obtinute sa fie adaptate mediului. Dacă un individ posedă o trăsătură care asigură o viabilitate sau o fertilitate mai mare în comparație cu alți membri ai populației, atunci va lăsa descendenți mai numeroși. S-a demonstrat că selecția funcționează prin capacitatea de reproducere a indivizilor individuali sau a gameților acestora;

Selecțiaeste cel mai important factor care modifică structura populațiilor în direcția dorită.Selecția naturală și artificială afectează în mod semnificativ structura populațiilor. De exemplu, dacă în condiții naturale unele genotipuri au prioritate față de altele, fiind mai viabile, vor lăsa mai mulți descendenți, iar structura populației se va schimba în direcția prioritară.

Selectia naturala poate avea loc in diferite stadii - gameti, zigoti, embrion si postembrionari.

În cazulselectării artificiale, o persoană selectează indivizi cu productivitate ridicată, iar astfel de genotipuri sunt folosite pentruproducând descendenți.Astfel, unele genotipuri sunt selectate și altele sunt excluse. Ca urmare, structura viitoarei populații se va schimba în direcția selecției artificiale. Selecția artificială duce la excluderea unor genotipuri din populații și la acumularea altora. De exemplu, cele care se caracterizează printr-o productivitate mai mare.

Principiile impactului selecției artificiale și naturale asupra structurii populațiilor sunt aceleași - duc la o creștere a frecvenței genotipurilor.

Selecția nu duce la fluxul de noi gene în populație, dar cu excluderea unor genotipuri, ea contribuie la o modificare a frecvenței alelelor și raportul dintre genotipuri va fi perturbat în generațiile ulterioare.

• polimorfism,unele gene din populații sunt reprezentate de alele multiple.Conform acestei caracteristici, populația va fi polimorfă. Ford a definit polimorfismul ca fiind coexistența diferitelor forme izolate de indivizi în aceeași populație pentru o anumită trăsătură. Multe trăsături rămân mai mult sau mai puțin permanente în populație, rezultând „polimorfism echilibrat” (ex.: sex, sistemul de grupe sanguine ABO etc.).

Mecanismele de mai sus care modifică frecvența genelor în cadrul unei populații sunt cauza creșterii diversității.

• migrația sau fluxul de geneapare atunci când indivizii dintr-o populație se mută în alta și se încrucișează cu membrii unei a doua populații.Fluxul genelor nu modifică frecvențele alelelor specii în ansamblu, dar în populațiile locale, ele se pot schimba dacă frecvențele alelelor inițiale sunt diferite pentru cei mai vechi și cei nou-veniți. Ca urmare a migrației, structura populației se modifică în funcție de noile genotipuri care apar, adesea apar noi alele care nu au fost observate în populație.
• izolare.

Dacă indivizii unei populații nu se încrucișează cu indivizii unei alte populații, atunci o astfel de populație se numește izolată.

Există 3 tipuri de izolație:

1. Geografică: apare datorită condițiilor geografice (munti, râuri, mlaștini) care nu permit indivizilor altor populații să treacă prin aceste bariere în calea reproducerii.

2. Ecologic: apare ca urmare a factorilor climatici. De exemplu, populațiile de pești care se întorc din mare în râuri pentru a depune icre sunt specifice fiecărui râu.

3. Biologic: subdivizat în genetic și fiziologic. Când există o încălcare în meioză, mutație. poliploidie etc.izolarea genetică are loc cu o trăsătură genetică.

În timpul izolării fiziologice apar diverse modificări în reflexele condiționate, în structura și fiziologia organelor genitale, vânătoarea etc.

• consangvinizare.

În acele cazuri în care încrucișarea nu este aleatorie, adică indivizii cu anumite genotipuri se împerechează între ei mai des decât ar fi de așteptat pe baza întâmplării, ei vorbesc despre încrucișare asortativă.

O formă particulară de astfel de încrucișare este consangvinizarea,în care încrucișarea între indivizi înrudiți are loc mai des decât s-ar aștepta pe baza întâmplării.

Deoarece indivizii înrudiți sunt genetic mai asemănători între ei, consangvinizareaduce la o creștere a frecvenței homozigoților și la o scădere a frecvenței heterozigoților în comparație cu cea așteptată teoretic în încrucișarea aleatoare, deși nu modifică frecvențele alelelor. Cel mai extrem caz de consangvinizare este autofertilizarea sau autopolenizarea.Consangvinizarea este adesea folosită în horticultură și creșterea animalelor.Într-o populație, consangvinizarea creștefrecvența manifestării alelelor recesive nocive.Măsura consecințelor genetice ale consangvinizării este coeficientul de consangvinizare. Reprezentând probabilitatea ca un individ la un anumit locus să aibă 2 alele care au origine identică.2 alele cu aceeași secvență de nucleotide ADN sunt identice ca structură, dar nu neapărat identice ca origine, deoarece ar putea fi moștenite de la strămoși care nu au legătură între ele.

Crescătorii se străduiesc să dezvolte soiuri de plante și rase de w / x, care se disting prin indicatori maximi ai trăsăturilor utile din punct de vedere economic. În același timp, cele mai bune organisme sunt folosite ca părinți în fiecare generație. Ei încearcă să obțină soiuri și rase cât mai omogene. Pentru aceasta, se folosește consangvinizarea sistematică, care crește homozigozitatea. Dar se știe că consangvinizareaduce de obicei la o scădere a aptitudinii descendenților din cauza unei deteriorări a caracteristicilor organismului precum: fertilitatea, viabilitatea și rezistența la boli. Acest fenomen se numește depresie consangvină.Depresia consangvină este cauzată de o creștere a gradului de homozgozitate pentru alelele recesive dăunătoare.

Literatura

1. Ayala, F. Genetica modernă / F. Ayala, J. Kaiger. - M.: Mir, 1987. - T.1. - 295 s; T.2. - 368 s; T.3.

2. Alikhanyan, S. I. Genetica generală / S. I. Alikhanyan, A. P. Akifiev, L. S. Cernin. - M .: Mai sus. scoala, 1985.

3. Bokut, S. B. Biologie moleculară: mecanisme moleculare de stocare, reproducere și realizare a informațiilor genetice / S. B. Bokut, N. V. Gerasimovici, A. A. Milyutin. - Mn.: Mai sus. scoala, 2005.

4. Dubinin, N. P. Genetica generală / N. P. Dubinin. – M.: Nauka, 1986.

5. Zhimulev, I. F. General și moleculargenetică / I. F. Zhimulev. - Novosibirsk: Editura Universității din Novosibirsk, 2002.

6. Jucenko, A. A. Genetica / A. A. Zhuchenko, Yu. L. Guzhov, V. A. Pukhalsky. – M.: Kolos, 2004.

---