41030

Генетика популяций, Экологическая характеристика популяций

Лекция

Биология и генетика

Размеры ареала – от активности организмов и особенностей природных условии. Возрастная структура популяций организмов разных видов варьирует в зависимости от продолжительности жизни интенсивности размножения возраста достижения половой жизни. Генетические характеристики популяции: Генофонд аллелефонд совокупность аллелей образующих генотипы организмов данной популяции....

Русский

2015-01-16

59 KB

7 чел.

Лекция № 14: «Генетика популяций».

Популяционная генетика - отрасль генной науки, изучающая наследственность и изменчивость на популяционно-видовом уровне организации жизни. Она изучает:

  •  закономерности изменения из поколения в поколения генетической структуры популяций:
  •  природу факторов, вызывающих эти изменения.

 Закон Харди-Вайнберга (1908г. мат-к + врач) – закон генетической стабильности популяции: при определении условии соотношении аллелей генов в генофонде популяции остается постоянным в ряду поколении.

Вид - совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию (ареал), в природных условиях скрещивающихся исключительно между собой и при этом производящих плодовитое потомство.

Популяцияmin самовоспроизводящуюся группа особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течении многих поколении).

      

Экологическая характеристика популяций:

1.Размеры ареала – от активности организмов и особенностей природных условии.

2.Численность особей – существует min значение численности, при которых популяция способна поддерживать себя во времени. Сокращения численности ниже min ведет к вымиранию. Величина популяций постоянно колеблется, что зависит от изменений экологической ситуаций (в благоприятных условиях у кроликов = 10000 особей осенью, после холодной зимы приблизительно = 100)

3.Возрастная структура популяций организмов разных видов варьирует в зависимости от продолжительности жизни, интенсивности размножения, возраста достижения половой жизни.

4. Половой состав популяций обуславливается эволюционно закрепленными механизмами формирования:

  •  первичного (на момент зачатия)
  •  вторичного (на момент рождения )
  •  третичного (во взрослом состоянии) соотношения полов. (106муж. : 100жен. 2-е; 16-18лет - 1:1; 50лет - 85муж. : 100жен.; 80лет - 50муж. : 100жен.)

Генетические характеристики популяции:

Генофонд (аллелефонд)- совокупность аллелей, образующих генотипы организмов данной популяции.

  1.  Наследственное разнообразие - присутствие в генофонде одновременно различных аллелей отдельных генов.            

Резерв наследственной изменчивости - накопление рецессивного гена (а) в генофонде в виде гетерозиготных организмов (Аа), который используется для создания новых комбинации аллелей.

  1.   Генетическое единство - обуславливается достаточным уровнем панмиксии (вероятность случайных скрещиваний)
  2.   Динамическое равновесие доли особей с разными генотипами.

Факторы нарушения генетического равновесия в популяции:

  1.  Мутации - элементарный эволюционный фактор. Мутационный процесс происходит постоянно на протяжении всего периода существования жизни, а отдельные мутации возникают многократно у разных организмов.
  2.  Волны жизни (С.С Четвериков)- периодические или апериодические колебания численности организмов в природных условиях (жив., раст., м/о).
  3.  Изоляция - ограничение свободы скрещиваний (панмиксии) организмов.
    •  Географическая (водоемы, равнины, возвышенности);
    •  Биологическая - внутри видов различие организмов: экологическая (пища, сезон размножения); этологическая или поведенческая (ритуал ухаживания; запахи); физическая или механическая – различия органов размножения и в размерах тела);
    •  Генетическая или репродуктивная - несовместимость гамет, стерильность гибридов, гибель зигот).
  4.  Естественный отбор происходит на всех стадиях онтогенеза организмов, предпосылкой отбора является борьба за существования – конкуренция за пищу, жизненное пространство, партнера для спаривания. В природных условиях Е.О. осуществляется по фенотипу.

В зависимости от результата различают:

  •  Стабилизирующая форма естественного отбора - сохраняет в популяции средний вариант фенотипа или признака, фиксирует, закрепляет полезные признаки и формы в относительно постоянных условиях среды. Мутации, отклоняющиеся от установленной нормы, как правило, не жизнеспособны. Сохраняет результаты предшествующих этапов эволюции.
    •  Движущий (направленный) отбор - последовательное изменения фенотипа в определенном направлении, сдвиг средних значений в сторону их усиления или ослабления. В изменившихся условиях среды большую возможность выжить и оставить потомство имеют особи, генотипы которых обеспечивают формирования новых, наиболее отвечающих этим условиями, признаков. Основа искусственного отбора.
    •  Дизруптивный (разрывающий) отбор - сохраняет несколько разных фенотипов с равной приспособленностью. Действует против особей со средним или промежуточным значением признаков. Поддерживает в популяции состояния генетического полиморфизма.
  1.  Дрейф генов - случайные, не обусловленные действием Е.О. колебания частот аллелей (генетико - автоматические процессы). При значительном размахе колебаний в последующих поколениях создаются условия для потери популяций некоторых аллелей и закрепления других. В результате происходит гомозиготизация особей и затухания изменчивости (популяция = 4 особи, аллель с частотой р=0,125, Аа – одна особь; лесной пожар или выстрел охотника приведет к утрате аллеля, вероятность утраты ½ в случае 1, ¼ - 2, 1/8 - 3 потомков у данной особи; из 4000 организмов, при р=0,125 min 500 особей имеют соответствующий аллель в гомозиготном состоянии).

Утрата (р=0) или закрепления аллелей в (АА, аа) гомозиготном состоянии у всех членов популяции (р=1) вне связи с их приспособительной ценностью. Формирует генофонд малочисленных групп организмов, изолированных от остальной части вида.

 

Особенности человеческих популяций.

Человеческая популяция - группа людей, занимающих общую территорию и свободно вступающих в брак. В формировании популяций людей главную роль играют родственные связи.

Демографические показатели (размер, уровень рождаемости и смертности, возрастной состав, экон.состояние, уклад жизни) оказывают серьезное воздействие на состояние генофондов человеческих популяций через структуру браков.

Популяции из 1500-4000 чел. - демами.

Популяции численностью до 1500 чел – изолятами.

Для демов и изолятов характерно: низкий естественный прирост населения - не более 25% за поколение, частота внутригрупповых браков 80-90% >>, приток лиц из других групп 1-2% <<, следовательно через 4 поколения (100лет) и более члены изолятов являются троюродными братьями и сестрами (сибсами)

В больших популяциях распределение аллелей подчиняется закону Харди - Вайнберга. В Швеции в 1965-1974гг. страдающие фенилкетонурией встречались с частотой 1:40000, следовательно:

 q2 =1/40000 (аа); q=1/200 (а)

р=1-q = 1- 1/200 = 199/200 (А)

2pq=2*(1/200)*(199/200)=398/40000 (Аа). Из 40000 человек: 1 больной, 400 носителей.

 Мутационный процесс у человека сходен с таковым у других организмов. В настоящее время давления мутационного процесса на генофонд человечества усиливается благодаря росту индуцированных мутаций (производственная деятельность, НТР = ионизирующее излучение). Доза в 1 Гр (грей) при низком уровене радиации: муж. 1000-2000 мутаций на миллион живых новорожденных, жен = 900 мутаций; следовательно повышение частоты злокачественных опухолей (лейкозы, рак молочной железы, щитовидной железы).

Популяционные волны. Численность населения возросла с 5 миллионов в эпоху неолита до 6 миллиардов, но изменялась неравномерно. Ускорение прироста - развитие земледелия, индустриализации, НТР, изменения плотности населения (1чел на 3 км2 – 4-900-1200 на 3 км2). 50% населения размещаются на 5% площади суши - неравномерное распределения людей. Ускорение роста численности при ограниченности заселяемой территории способствует усилению миграции. Причина снижения - эпидемия чумы, опасные инфекции.

Естественный отбор в человеческих популяциях утратил функцию видообразования, т.к биологические факторы исторического развития сменились социальными. Выполняет функцию стабилизации генофонда и поддержания наследственного разнообразия.

Стабилизирующий отбор - большая смертность среди недоношенных и переношенных новорожденных, 85% населения Европы имеет в эритроцитах антиген Rh (Rh+), остальные (Rh-) лишены.

Синтез антигена Rh контролирует доминантный ген D (DD,Dd), резус отрицательные люди – dd.

Жен.( Rh-) dd + муж.(Rh+) DD или Dd = плод (Rh+) Dd.

1-вая беременность: при нарушении целостности плаценты в родах Rh+ эритроциты плода проникают в организм матери и иммунизирует его (анти-Rh-антитела).

2-рая беременность: анти-Rh-антитела проникают через плаценту в организм плода и разрушают его эритроциты, развивается гемолитическая болезнь новорожденного (тяжелая анемия), нередко заканчивающаяся смертью.

В настоящее время медицина располагает способами борьбы с этой формой патологии в виде быстрого переливания младенцу резус-отрицательной крови или введения анти-Rh-антител для предотвращения иммунизации матери.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70091. Изучение виртуальной машины VirtualBox на примере установки ОС MS-DOS 6.22 214.5 KB
  Виртуальная машина эмулирует работу реального компьютера. На виртуальную машину, так же как и на реальный компьютер можно инсталлировать операционную систему, у виртуальной машины так же есть BIOS, оперативная память, жёсткий диск (выделенное место на жёстком диске...
70092. Уточнение запроса 66.5 KB
  Для выделения требуемых записей (строк) исходной таблицы используется выражение, следующее за ключевым словом WHERE. Условия поиска в операторе WHERE являются логическими выражениями, т.е. принимающими одно из двух возможных значений – true...
70094. ПОЛІТИЧНА КАРТА ЄВРОПИ 103 KB
  Згрупувати країни Європи за різними ознаками. У кожному групуванні обчислити кількість країн у відповідних групах та частку групи в загальній кількості країн Європи. Групування можна оформити у вигляді окремих таблиць чи зведеної таблиці, зразок якої поданий нижче...
70095. ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В 111.5 KB
  Изучить влияние параметров сети режима нейтрали сопротивления изоляции и емкости фазных проводов относительно земли на опасность поражения человека электрическим током. Сравнить опасность прикосновения человека к проводам трехфазных сетей с изолированной и заземленной нейтралями...
70096. Операционные системы. Полезные команды Unix 89.5 KB
  Файлы, имена которых записаны в файле f7, скопировать в каталог dir4, при этом сообщить об ошибках текстом на экране, а так же направить это сообщение об ошибках в файл myerr. Просмотреть его содержимое.
70097. ХАРАКТЕРИСТИКА РЕМЕСЕЛ ПО ТЕКСТИЛЮ (ТКАНИНИ, КИЛИМИ, ВИШИВКА) 70 KB
  Матеріали інструменти та пристрої: таблиці малюнки натуральні зразки асортименту тканин килимів вишитих виробів різних типологічних груп. Текстильні матеріали це матеріали які складаються з текстильних волокон та ниток.
70098. Начало работы в 1С: «Бухгалтерия» 425 KB
  В данное окно вносятся сведения о нашей организации которые можно просмотреть в списке Константы. Так же данные сведения можно заносить непосредственно в Константы для этого вызовите из Главного меню Операции.