5.12: Сили еволюції

Last updated
Save as PDF

Page ID: 55768

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ф-Д_ЕА 33370ДФ 530Д67БК 3ЕФ8БА 6А 023114047Ф8Ф899Ф2987БК96СС1Б97+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg

Як змінюються гени популяції?

Пам'ятайте, без змін не може бути еволюції. Разом сили, що змінюють частоти генів популяції, є рушійними механізмами еволюції.

Сили еволюції

Умови рівноваги Харді-Вайнберга навряд чи будуть виконані в реальних популяціях. Теорема Гарді-Вайнберга також описує популяції, в яких частоти алелів не змінюються. За визначенням, такі популяції не розвиваються. Як теорема допомагає нам зрозуміти еволюцію в реальному світі?

З теореми ми можемо зробити висновок про фактори, які призводять до зміни частот алелів. Ці фактори є «силами еволюції». Таких сил чотири: мутація, потік генів, генетичний дрейф і природний відбір. Природний відбір буде розглянуто в концепції «Природний відбір».

Мутація

Мутація створює нові генетичні варіації в генофонді. Саме так спочатку виникають всі нові алелі. У видів, що розмножуються статевим шляхом, мутації, які мають значення для еволюції, - це ті, що відбуваються в гаметах. Тільки ці мутації можуть передаватися потомству. Для будь-якого даного гена шанс виникнення мутації в даній гаметі дуже низький. Таким чином, самі по собі мутації не мають великого впливу на частоти алелів. Однак мутації забезпечують генетичну варіацію, необхідну для дії інших сил еволюції.

Потік генів

Потік генів відбувається, коли особини переїжджають до або з популяції. Якщо швидкість міграції висока, це може мати значний вплив на частоти алелів. Частоти алелів як населення, яке вони залишають, так і населення, до якого вони входять, можуть змінюватися.

Під час війни у В'єтнамі в 1960-х і 1970-х роках багато американських військовослужбовців мали дітей з в'єтнамськими жінками. Більшість військовослужбовців повернулися до США після війни. Однак вони залишили копії своїх генів позаду у своєму потомстві. Таким чином вони змінили частоти алелів у в'єтнамському генофонді. Чи постраждав і генофонд американського населення? Чому чи чому ні?

Генетичний дрейф

Генетичний дрейф - це випадкова зміна частот алелів, що відбувається у невеликої популяції. Коли невелика кількість батьків виробляє всього кілька потомств, частоти алелів у потомства можуть відрізнятися, випадково, від частот алелів у батьків.

Це все одно, що кидати монету. Якщо кинути монету всього кілька разів, ви можете, випадково, отримати більше або менше очікуваних 50 відсотків голів або хвостів. У невеликій популяції ви також можете випадково отримати різні частоти алелів, ніж очікувалося в наступному поколінні. Таким чином, частоти алелів можуть дрейфувати з часом.

Є дві особливі умови, при яких відбувається генетичний дрейф. Вони називаються ефектом вузького місця та ефектом засновника.

Ефект вузького місця виникає, коли популяція раптово стає набагато меншою. Це може статися через стихійне лихо, наприклад, лісова пожежа. Випадково частоти алелів тих, хто вижив, можуть відрізнятися від частот вихідної популяції.
Ефект засновника виникає, коли кілька особин починають або знаходять нову популяцію. Випадково частоти алелів засновників можуть відрізнятися від частот алелів популяції, яку вони залишили. Приклад описаний на малюнку нижче.

Ф-Д_7Ф1С083Ф2 КФ7 Дак 1998866109 КФА 81Б4А3А7Б6Б6БФ А9Д156Е9Б+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg

Резюме

Існує чотири сили еволюції: мутація, потік генів, генетичний дрейф і природний відбір.
Мутація створює нові генетичні варіації в генофонді.
Генний потік і генетичний дрейф змінюють частоти алелів в генофонді.

Рецензія

Визначте чотири сили еволюції.
Чому мутація необхідна для еволюції, хоча вона зазвичай мало впливає на частоти алелів?
Що таке ефект засновника? Наведемо приклад.
Поясніть, чому генетичний дрейф найімовірніше відбувається у невеликої популяції.

Зображення	Довідка	Атрибуції
	[Рисунок 1]	Кредит: Кінь і баггі: Дерек Дженсен; Руки: Г Бауджат і М Ле Меррер; Композит, створений Фондом CK-12 Джерело: Кінь і баггі: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Shipshewana-Indiana-amish-buggy.jpg; Руки: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Polydactyly_ Ліцензія ECS.jpg: CC BY-NC
	[Рисунок 2]	Кредит: Кінь і баггі: Дерек Дженсен; Руки: Г Бауджат і М Ле Меррер; Композит, створений Фондом CK-12 Джерело: Кінь і баггі: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Shipshewana-Indiana-amish-buggy.jpg; Руки: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Polydactyly_ ECS.jpg Ліцензія: Кінь і баггі: Громадське надбання; Руки CC BY 2.0