11. Генетическая структура популяции. Идеальная популяция. Закон Харди-Вайнберга.

1. Генетическая структура популяций.

Популяция – это:

– самовоспроизводящаяся группировка особей одного вида,

– более или менее изолированная от других подобных группировок,

– населяющая определенный ареал в течение длительного ряда поколений,

– образующая собственную генетическую систему,

– формирующая собственную экологическую нишу

Любая популяция представляет собой непрерывный поток поколений благодаря обмену генами, который происходит в результате скрещивания особей друг с другом. Признаки, появившиеся в ходе независимого комбинирования генов, определяют формирование фенотипа организмов и обусловливают изменчивость в популяции. В ходе естественного отбора адаптивные фенотипы сохраняются, а неадаптивные исчезают. Так формируется генетическая реакция всей популяции, которая определяет выживание данного вида. Только те особи популяции, которые выжили и оставили потомство, вносят вклад в будущее своего вида.

Популяция включает огромное количество разнообразных генов, которые образуют ее генофонд. Каждый ген может существовать в нескольких формах называемых аллелями. Число особей в конкретной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля. Например, частота рецессивного аллеля отсутствия пигментации кожи (альбинизма) человека составляет 1 % (или 0,01), а доминантного аллеля, определяющего нормальную пигментацию кожи, 99 % (или 0,99). Если обозначить символом р частоту доминантного аллеля, а символом q — рецессивного аллеля, то

р + q = 1, т.е. 0,99 + 0,01 = 1.

Зная частоту одного аллеля, по этому уравнению легко определить частоту другого.

Если известны частоты отдельных аллелей в генофонде популяции, можно рассчитать и частоты контролируемых аллелями одного гена генотипов.

2. Идеальная популяция.

Идеальная популяция характеризуется:

– стационарностью,

– бесконечно большой численностью,

– панмиксией, равноправием женских и мужских гамет,

– отсутствием мутаций,

– отсутствием естественного отбора,

– полной изолированностью от других популяций данного вида.

В идеальной популяции со­блюдаются пять условий:

1) новые мутации в данной популяции не появляются;

2) популяция полностью изолирована, т. е. нет миграции особей - носителей генов в популяцию (иммиграция) и из популяции (эмиграция);

3) популяция бесконечно велика, к ней можно применять законы вероятности, т. е. ког­да в высшей степени маловероятно, что одно случайное событие может изменить частоты аллелей;

4) скрещивания случайны, т. е. происходит чисто случайное образование родительских пар - панмиксия;

5) все аллели равно влияют на жизне­способность гамет.

Генетическая структура идеальной популяции

 

Генетическая структура популяций определяется исходным соотношением аллелей, естественным отбором и элементарными эволюционными факторами (мутационный процесс и давление мутаций, изоляция, популяционные волны, генетико-автоматические процессы и др.). Для описания генетической структуры популяций используются термины «аллелофонд» и «генофонд».

Аллелофонд популяции – это совокупность аллелей в популяции.

В простейшем случае рассматриваемый признак определяется двумя аллелями одного гена: А и а.

Основоположник учения о генофонде и геногеографии Александр Сергеевич Серебровский называл генофондом «совокупность всех генов данного вида..., чтобы подчеркнуть мысль о том, что в лице генофонда мы имеем такие же национальные богатства, как и в лице наших запасов угля, скрытых в наших недрах».

Однако это выражение в настоящее время обычно используется как определение генетического потенциала.

В популяционной генетике генофондом называют совокупность всех генотипов в популяции.