Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов?

4 ответов на вопрос “Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов?”

  1. Blak Star Ответить

    Стр. 43.
    Вопросы и задания для повторения.
    1. Какие процессы приводят к изменению частоты встречаемости генов в популяциях?
    Одним из таких процессов является дрейф генов при миграции животных или растений. На новом месте обитания поселяется незначительная часть исходной популяции. Генофонд вновь образованной группы неизбежно меньше генофонда родительской популяции, и частота генов в ней будет значительно отличаться от частоты генов исходной популяции. Гены, до того редко встречающиеся, вследствие полового размножения быстро распространяются среди членов новой популяции. В то же время широко распространённые гены могут отсутствовать, если их не было в генотипе основателей новой популяции (так называемый эффект основателя).
    На изменение частоты генов влияют и природные катастрофы. Лесные или степные пожары, наводнения и т. д. вызывают массовую неизбирательную гибель живых организмов, особенно малоподвижных форм (растения, беспозвоночные, рептилии, земноводные и др.). Особи, избежавшие гибели, остаются в живых благодаря чистой случайности. В популяции, пережившей катастрофическое понижение численности, частоты аллелей будут иными, чем в исходной популяции. Вслед за спадом численности начинается массовое размножение, начало которому даёт оставшаяся немногочисленная группа организмов. Генетический состав этой группы и определит генетическую структуру всей популяции в период её расцвета. При этом некоторые мутации – варианты аллелей могут совсем исчезнуть, а концентрация других – резко повыситься.
    2. Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов?
    В разных популяциях одного вида частота мутантных генов неодинакова. Практически нет двух популяций с совершенно одинаковой частотой встречаемости одного и того же варианта признака. Эти различия могут быть обусловлены тем, что популяции обитают в неодинаковых условиях внешней среды. Направленное изменение частоты генов в популяциях обусловлено действием естественного отбора. Но и близко расположенные, соседние популяции могут отличаться друг от друга столь же значительно, как и далеко расположенные. Это объясняется тем, что в популяциях ряд процессов приводит к ненаправленному случайному изменению частоты генов, или, другими словами, к преобразованию их генетической структуры.
    3. Что такое микроэволюция?
    Микроэволюция – это процесс перестройки внутри вида, приводящий к образованию новых популяций, подвидов и заканчивающийся образованием новых видов.
    Таким образом, микроэволюция – это самый начальный этап эволюционного процесса, она может происходить в относительно короткие промежутки времени, и ее можно наблюдать и изучать непосредственно.
    4. Как взаимоотношения типа «хищник – жертва» влияют на изменение частот аллелей в популяциях?
    Изменение частот аллелей в популяциях связано также с колебаниями численности в результате взаимоотношений типа «хищник – жертва». Усиленное размножение объектов охоты хищников на основе увеличения кормовых ресурсов приводит, в свою очередь, к усиленному размножению хищников. Увеличение же численности хищников вызывает массовое уничтожение их жертв. Недостаток кормовых ресурсов обусловливает сокращение численности хищников и восстановление размеров популяций жертв.
    5. Каково эволюционное значение изоляций популяции одного вида?
    К изменениям частоты генов в популяциях приводит также ограничение обмена генами между ними вследствие пространственной (географической и экологической)изоляции. Как мы уже говорили, реки служат преградой для сухопутных видов, горы и возвышенности разделяют равнинные популяции. Каждая из изолированных популяций обладает специфическими особенностями, связанными с условиями жизни. Важное следствие изоляции – близкородственное скрещивание, или инбридинг. Благодаря инбридингу рецессивные аллели, распространяясь в популяции, проявляются в гомозиготном состоянии, что снижает жизнеспособность организмов. В человеческих популяциях изоляты с высокой степенью инбридинга встречаются в горных районах, на островах. Сохранила ещё значение изоляция отдельных групп населения по кастовым, религиозным, расовым и другим причинам.
    Эволюционное значение различных форм изоляции состоит в том, что она закрепляет и усиливает генетические различия между популяциями, а также в том, что разделённые части популяции или вида в различных условиях подвергаются неодинаковому давлению отбора.
    Вопросы и задания для обсуждения.
    1. В чем причина гетерозиготности природных популяций?
    Гетерозиготность – следствие полового процесса, но может возникнуть в результате мутации. При гетерозиготности действие вредных рецессивных аллелей подавляется присутствием доминантного аллеля и проявляется только при переходе этого гена в гомозиготное состояние. Поэтому гетерозиготность широко распространена в природных популяциях.
    2. Какова эволюционная роль мутаций?
    Мутации представляют материал для естественного отбора в процессе эволюции.
    3. Почему популяции в настоящее время считают элементарными эволюционными единицами?
    Особь не может эволюционировать. Она может изменяться, приспосабливаясь к условиям внешней среды. Но эти изменения не эволюционные, так как они не передаются по наследству. Вид, как правило, неоднороден и состоит из ряда популяций. Популяция относительно самостоятельна и может длительное время существовать вне связи с другими популяциями вида. В популяции протекают все эволюционные процессы: у особей возникают мутации, между особями происходит скрещивание, действуют борьба за существование и естественный отбор. В результате генофонд популяции со временем изменяется и она становится родоначальником нового вида. Именно поэтому элементарная единица эволюции – популяция, а не вид.

  2. imhotep Ответить

    Продолжительность жизни любой отдельной особи в сопоставлении с временным масштабом эволюции настолько мала, что ее индивидуальный генотип не может играть какого-либо значения в эволюционном процессе. Поэтому реальные эволюционные сдвиги могут происходить только в популяциях, которые существуют в течение длительного времени. Популяция характеризуется относительной генетической обособленностью от других популяций того же вида и обладает общим генофондом, обеспечивающим генотипическое сходство входящих в нее особей. Но у отдельных особей популяции иногда возникают наследственные изменения, которые в результате свободного скрещивания распространяются в популяции. В результате этого внутри популяции создается генетическая неоднородность, которая создает условия для естественного отбора. Следовательно, популяция представляет собой элементарную эволюционную единицу.
    Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов?
    Основными причинами, обуславливающими различную частоту определенных генов (вернее, аллелей), среди популяций одного вида являются независимое появление в них мутаций различного типа и дрейф генов. Последний может возникнуть при отделении новой популяции от родительской из-за того, что процент определенных аллелей среди отделившихся особей будет иным, чем в исходной популяции.
    Второй причиной генетического дрейфа являются волны (флуктуации) численности популяций. Флуктуации могут быть сезонными (например, повышение численности в период размножения и постепенное ее снижение до начала следующего периода) или годичными (увеличение численности в годы с благоприятными условиями жизни и ее снижение при неблагоприятных условиях).
    После очередного спада численности популяции оставшаяся часть особей отличается по генетическому составу от прежней, многочисленной, популяции, т.к. часть мутаций может полностью исчезнуть из популяции, а другая часть – возрасти. Поскольку такие изменения носят случайный характер, их результат в других популяциях будет совершенно иным.

  3. Molanim Ответить

    Вопрос 1. Сформулируйте закон Харди—Вайнберга.
    Закон Харди—Вайнберга . Частота гомозиготных и гетерозиготных организмов в условиях свободного скрещивания при отсутствии давления отбора и других факторов (мутации, миграции, дрейфа генов и др.) остается постоянной, т. е. пребывает в состоянии равновесия.
    Закон Харди-Вайнберга устанавливает математическую зависимость между частотами аллелей аутосомных генов и генотипов и выражается следующими формулами:
    рА + qа = 1;
    р2А А + 2рqАа + q2аа = 1,
    где рА – частота доминантного аллеля гена,
    qа – частота рецессивного аллеля гена,
    2А А – частота особей, гомозиготных по доминантному аллелю,
    2рqАа – частота гетерозиготных особей, q2аа – частота особей, гомозиготных по рецессивному аллелю, то есть частота особей с рецессивным признаком,
    р2АА+ 2рqАа – частота особей с доминантным признаком,
    2рqАа + q2аа – частота особей, в генотипе которых имеется рецессивный аллель.
    Необходимо отметить, что закон Харди—Вайнберга, как и другие генетические закономерности, основывается на принципе случайного комбинирования Менделя и точно выполняется при бесконечно большой численности популяции. На практике это означает, что популяции с численностью ниже некоторой минимальной величины не удовлетворяют требованиям закона Харди—Вайнберга.
    Теоретически закон Харди-Вайнберга справедлив только для идеальных, или равновесных, популяций. Равновесными популяциями называются такие популяции, в которых выполняются следующие условия:
    • популяция бесконечно велика; к ней можно применять законы вероятности, то есть когда в высшей степени маловероятно, что одно случайное событие может изменить частоты аллелей;
    • имеет место панмиксия, то есть случайное образование родительских пар, без тенденции вступления особей в брак с партнерами, подобными или противоположными по генотипу;
    • все аллели равно влияют на жизнеспособность гамет и потомки от всех возможных скрещиваний имеют равную выживаемость;
    • популяция полностью изолирована, то есть, нет миграции особей, дающей приток или отток аллелей;
    • новые мутации в данной популяции не появляются;
    • отсутствует отбор;
    • поколения не перекрываются во времени и не образуются родительские пары из особей, относящихся к разным поколениям.
    Несмотря на то, что ни в одной реальной популяции эти условия не соблюдаются, равновесие частот генотипов в них все равно выполняется. Очень часто рассчитанные по формулам закона Харди-Вайнберга величины настолько близки к реальным, что этот закон оказывается вполне пригодным для анализа генетической структуры реальных популяций. Из этого следует, что можно рассчитать ожидаемые частоты генотипов, зная только некоторые из них.
    Более того, на основе формул закона Харди-Вайнберга были разработаны подходы для характеристики факторов, изменяющих частоты аллелей в популяциях. Такими факторами являются:
    • генетический дрейф;
    • мутационный процесс;
    • миграция;
    • отбор;
    • неслучайные скрещивания.
    Вопрос 2. Какие процессы приводят к изменению частоты встречаемости генов в популяциях?
    Изменение частоты генов в популяциях может происходить как под давлением факторов внешней среды в ходе естественного отбора, так и в виде ненаправленного случайного изменения частоты генов. Например, при миграции животных на новом месте обитания поселяется незначительная часть исходной популяции. Генофонд вновь образованной популяции будет меньше генофонда исходной популяции. Гены, ранее редко встречавшиеся вследствие полового размножения, быстро распространятся среди членов новой популяции. Другим примером могут послужить явления природных катастроф. Так, при лесных пожарах происходит массовая гибель животных и растений. Особи, избежавшие гибели, остаются в живых благодаря случайности. Они и дают начало новой популяции. Генетический состав группы выживших особей определяет генетическую структуру будущей популяции. Изменить частоту генов в популяции могут также периодические колебания численности, связанные со взаимоотношениями хищник—жертва, изоляция популяций друг от друга, близкородственные скрещивания (инбридинг).
    Вопрос 3. Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов?
    Популяции, изолированные друг от друга, постоянно находятся под давлением различных комплексов факторов внешней среды. В неодинаковых условиях среды естественный отбор действует в сторону сохранения особей, чей генофонд обеспечивает их набором признаков и свойств, оптимальных для данной ситуации. Поэтому в популяциях, обитающих в различных условиях окружающей среды, частота встречаемости того или иного гена различна.
    Вопрос 4. Что такое микроэволюция?
    Микроэволюция — это процесс перестройки внутри вида, приводящий к образованию новых популяций, подвидов и заканчивающийся образованием новых видов.
    Таким образом, микроэволюция — это самый начальный этап эволюционного процесса, она может происходить в относительно короткие промежутки времени, и ее можно наблюдать и изучать непосредственно. В результате наследственной (мутационной) изменчивости происходят случайные изменения генотипа. Самопроизвольная частота мутаций довольно высока, и 1-2 % половых клеток имеют мутированные гены или измененные хромосомы. Мутации чаще всего рецессивны и, кроме того, редко бывают полезными для вида. Однако если в результате мутации возникают полезные для какой-либо особи изменения, то она получает некоторые преимущества перед другими особями популяции: получает больше пищи или делается устойчивее к влияниям болезнетворных бактерий и вирусов и т.п. Например, возникновение длинной шеи позволило предкам жирафа питаться листьями с высоких деревьев, что обеспечивало им больше корма, чем особям популяции с короткой шеей.

  4. Nuadann Ответить

    Популяция – структурная единица вида. Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.
    Важный признак вида – расселение его группами, популяциями в пределах ареала. Популяция – совокупность свободно скрещивающихся особей вида, которые длительное время существуют относительно обособленно от других популяций на определенной части ареала.
    Факторы, способствующие объединению особей в популяции, – свободное скрещивание (взаимоотношения полов), выращивание потомства (генетические связи), совместная защита от врагов, типы взаимоотношений организмов разных видов: хищник-жертва, хозяин-паразит, симбиоз, конкуренция .
    Популяция – структурная единица вида, характеризуется определенной численностью особей, ее изменениями, общностью занимаемой территории, определенным соотношением возрастного и полового состава. Изменение численности популяций в определенных пределах, сокращение ее ниже допустимого предела – причина возможной гибели популяции.
    Изменение численности популяций по сезонам и годам (массовое размножение в отдельные годы насекомых, грызунов). Устойчивость численности популяций, особи которых имеют большую продолжительность жизни и низкую плодовитость.
    Причины колебания численности популяций: изменение количества пищи, погодных условий, экстремальные условия (наводнения, пожары и пр.). Резкое изменение численности под влиянием случайных факторов, превышение смертности над рождаемостью – возможные причины гибели популяции.
    Саморегуляция численности популяции. Вслед за возрастанием численности одних видов появляются факторы, вызывающие ее ограничение. Так, возрастание численности растительноядных животных сопровождается увеличением численности хищников, паразитов. Вследствие этого происходит снижение численности растительноядных животных, а затем и численности хищников. Таков механизм саморегуляции численности всех популяций, сохранения ее на определенном уровне.
    Разные популяции одного вида могут отличаться по частоте генов. Важнейшим свойством генов является сочетание их высокой устойчивости в ряду поколений со способностью к наследуемым изменениям (мутациям), служащим основой изменчивости организмов, дающей материал для естественного отбора. Так же число генов, зависит от особенностей окружающей среду, где обитает популяция, поэтому в разных условиях окружающей среды число генов может меняться.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *