6.4 Структура свободного размножающихся популяций. Формула Харди Вайнберга и ее использование в селекции.
В свободно размножающейся популяции наблюдается определённое соотношение генотипов. В такой популяции нет естественного отбора, мутаций и миграций. Для неё работает закон Харди-Вайнберга, что в при отсутствии факторов, изменяющих частоты генов, популяция при любом соотношении аллелей от поколения к поколению сохраняют эти частоты аллелей постоянными. p2 АА+ 2pqAa+ q2 aa = 1 p-чаcтота доминантного аллеля q- частота рецессивного аллеля.
Формула Харди Вайнберга.
Закон Харди — Вайнберга — положение популяционной генетики, гласящее, что в популяции бесконечно большого размера, в которой не действует естественный отбор, не идет мутационный процесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, не происходит дрейф генов, все скрещивания случайны — частоты генотипов по какому-либо гену (в случае если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствовать уравнению:
Где P² - доля гомозигот по одному из аллелей; P- частота этого аллеля; q² - доля гомозигот по альтернативному аллелю; q – частота соответствующего аллеля; 2pq- доля гетерозигот
В селекции — позволяет выявить генетический потенциал исходного материала (природных популяций, а также сортов и пород народной селекции), поскольку разные сорта и породы характеризуются собственными аллелофондами, которые могут быть рассчитаны с помощью закона Харди — Вайнберга. Если в исходном материале выявлена высокая частота требуемого аллеля, то можно ожидать быстрого получения желаемого результата при отборе. Если же частота требуемого аллеля низка, то нужно или искать другой исходный материал, или вводить требуемый аллель из других популяций (сортов и пород).
6.5 Изменение структуры популяций при отборе
Вероятность того, что организм выживет и даст потомство, зависит от степени его приспособленности к среде. Чем шире приспособительные реакции организма, тем вероятнее его сохранение и процветание в популяции. Очевидно те организмы, генотипы которых наиболее приспособлены к условиям существования, дадут больше потомков, чем менее приспособленные. Следовательно, частота (встречаемость) того или иного гена в популяции определяется естественным отбором.
При выбраковке отбором организмов определенного генотипа частота соответствующего гена в популяции уменьшается. Следовательно, отбор ограничивает распространение неблагоприятных генов. Концентрация более вредных мутаций в популяции снижается в поколениях скорее, чем менее вредных. И, наоборот, концентрация мутаций с приспособительным значением возрастает быстрее, чем концентрация мутаций менее полезных.
Скорость устранения доминантных и рецессивных аллелей из популяции различна. Организмы, несущие доминантные летальные гены, или гены стерильности, устраняются отбором в первом же поколении, т. е. даже в гетерозиготе. Иначе говоря, доминантный ген в каждом поколении находится под контролем отбора. Рецессивные мутации в отличие от доминантных могут находиться в скрытом гетерозиготном состоянии, в особях популяции, создавая мутационный резерв.
Таким образом, отбор, контролирующий весь процесс эволюции, является решающим фактором для дивергенции вида. Сам же естественный отбор обусловлен абиотическими и биотическими факторами, составляющими внешнюю среду как для отдельного организма, так и для популяции в целом. Чем меньше популяция, тем вероятнее скрещивание между собой гетерозиготных особей, дающих в потомстве гомозиготные рецессивы. Напротив, чем больше численность популяции, тем меньше вероятность появления рецессивных гомозигот. В малочисленных популяциях отбор начинает устранять вредные гены и накапливать полезные. Но в ограниченной популяции одновременно увеличивается и момент случайности в накоплении отдельных генотипов. Явление изменения генных частот в популяции в результате действия случайных факторов названо дрейфом генов.