Генетико-автоматичні процеси (дрейф генів)
Мутації і комбінативна мінливість, періодичні коливання чисельності організмів, ізоляція змінюють генофонди популяцій випадковим чином. Їх спільна дія з природним відбором в процесі видоутворення надає біологічної мінливості в цілому пристосувальний характер. Виконанню відбором упорядочивающей ролі перешкоджають зміни частот алелей, що залежать від випадкових причин. Такими в даному випадку є причини, що зумовлюють переважне розмноження генотипів поза зв’язку з їх пристосувальної цінністю. Так як динаміка частот алелей в генофондах послідовних поколінь носить статистичний характер (див. Закон Харді-Вайнберга), розмах випадкових коливань цього показника зростає в міру зниження чисельності особин в популяції.
Розрахунки показують, що при відтворенні 5000 нащадків батьківської популяції з частотою якогось аллеля р = 0,50 коливання концентрації цього алеля в 99,994% варіантів дочірніх популяцій в силу випадкових причин (у відсутність відбору з цього аллелю) не вийдуть за межі 0,48-0 , 52. Якщо ж батьківська популяція мала і відтворює 50 нащадків, то розмах випадкових коливань концентрації спостережуваного алеля в тому ж відсотку варіантів дочірніх популяцій складе 0,30-0,70. Випадкові, але не зумовлені дією природного відбору коливання частот алелей називають генетико-автоматичними процесами, або дрейфом генів.
При значному розмаху коливань в послідовних поколіннях створюються умови для втрати популяцією деяких алелей і закріплення інших. В результаті відбуваються гомозиготизації особин і затухання мінливості. Припустимо, що популяція складається з чотирьох особин і має аллель з частотою р = 0,125. Це означає, що вказаний аллель присутній в генофонді даної популяції в єдиному екземплярі в однієї з особин, гетерозиготною за відповідним локусу. Будь-яке випадковий збіг обставин, що виключає таку особину з розмноження (лісова пожежа, постріл мисливця і т. п.), призведе до втрати алелі. Генофонд дочірньої популяції буде його позбавлений. Імовірність втрати складе 1/2 у випадку одного, 1/4 – двох, 1/8 – трьох нащадків у даної особини. У популяції з 4000 організмів при р = 0,125 мінімум 500 особин мають відповідний аллель, причому в гомозиготному стані. Імовірність виключення всіх цих особин з розмноження в силу випадкових обставин мізерно мала. Це гарантує перехід алеля в генофонд наступного покоління і його збереження.
Дрейф генів обумовлює втрату (р = 0) або закріплення алелей в гомозиготному стані у всіх членів популяції (р = 1) поза зв’язку з їх пристосувальної цінністю. Він грає важливу роль у формуванні генофондів малочисельних груп організмів, ізольованих від решти частини виду.
Related posts:
- Генетичні процеси в популяціях У різних популяціях одного виду частота мутантних генів неоднакова. Практично немає двох популяцій з абсолютно однаковою частотою народження мутантних ознак. Ці відмінності можуть бути обумовлені тим, що популяції мешкають в неоднакових умовах зовнішнього середовища. Направлене зміна частоти генів в популяціях обумовлено дією природного відбору. Але й близько розташовані, сусідні популяції можуть відрізнятися один від одного […]...
- Дрейф і відбір: хто кого? Генетичний дрейф царює над нейтральними мутаціями (алелями), відбір – над корисними і шкідливими. Відбір, що підвищує частоту корисних мутацій, називають позитивним. Відбір, відбраковують шкідливі мутації, – негативним, або очищаючим. Втім, все так добре і просто тільки у великих популяціях. У маленьких ситуація складніша, тому що відбір і дрейф – дві головні рушійні сили еволюції – […]...
- Спадкування при полімерній взаємодії неалельних генів Коли стан ознаки визначається сукупною дією декількох неалельних генів, кожен з яких в силу диплоїдності еукаріот представлений в генотипі соматичних клітин парою алелей, причому дія цих генів характеризується адитивним (що додає, додавати, кумулятивним: від англ.: additive – допомагає наростити) фенотипическим ефектом, в поколіннях організмів зустрічаються особини з різним ступенем вираженості спостережуваного ознаки, що залежить від […]...
- Сутність домінування і рецесивності Для прояви домінування одного алеля над іншим необхідні наступні умови: домінантний аллель повинен забезпечувати в достатній кількості синтез молекул, що визначають специфічність дії гена, а рецесивний аллель – синтез молекул, неактивних щодо даної функції і не вступають в конкурентні Відносини з активними молекулами в жодній з реакцій, в якій ті беруть участь. Ці умови часто […]...
- Значення генів, генофонд, генна географія Значення генів Нормальні біологічні властивості організму контролюють гени. Вони характеризують індивідуальні властивості людини як біологічного виду і складають генетичну основу здоров’я і нормальної життєдіяльності людини. Матеріальною основою спадковості є гени. Ген – самостійно функціонуючий ділянку молекули ДНК. Сукупність усіх генів є генотипом. Кожен ген відповідає за синтез поліпептидного ланцюга білка. Нуклеїнова кислота з білками входить […]...
- Популяція – структурна одиниця виду У межах загального ареалу види поділяються на популяції, які визначаються загальними для кожної з них умовами зовнішнього середовища. Популяція – це спосіб існування виду. Популяція визначається, як сукупність особин, що належать до одного виду, що постійно живуть на природно зайнятої ними території, а також в повній або частковій мірі ізольованих від інших груп особин того […]...
- Еволюційна теорія і генетика Генетика робить великий вплив на розуміння і пояснення багатьох питань еволюційної теорії. Так, без уявлень, що розвиваються генетикою, не можна пояснити причину еволюції. Поняття “ідеальна популяція” багато що роз’яснює в поясненні основ еволюційної теорії. Генетика популяцій тісно пов’язана з еволюційною теорією. Її найважливішим поняттям є ідеальна популяція – гіпотетична популяція, не здатна до реального існування […]...
- Процеси в коливальному контурі Розглянемо наступний коливальний контур. Будемо вважати, що його опір R настільки мало, що їм можна знехтувати. Повна електромагнітна енергія коливального контуру в будь-який момент часу буде дорівнювати сумі енергії конденсатора і енергії магнітного поля струму. Для її обчислення буде використовуватися наступна формула: W = L*i ^ 2/2 + q ^ 2/(2*C). Повна електромагнітна енергія не […]...
- Взаємодія генів алельних і неалельних У попередніх параграфах ми розглянули багато випадків так званого незалежного успадкування ознак, коли кожен ген проявлявся відносно незалежно. Наприклад, домінантний ген, що визначає жовте забарвлення насіння гороху, викликає розвиток цієї ознаки і за наявності генів, відповідальних за зовсім інші ознаки. У морських свинок гени забарвлення шерсті діють незалежно від генів, що визначають саму структуру їх […]...
- Взаємодія генів Які види взаємодії алельних генів ви знаєте? Повне домінування. Цей тип взаємодії алельних генів зводиться до того, що домінантний ген повністю пригнічує дію рецесивного. При схрещуванні чистих ліній (двох гомозиготних організмів), що розрізняються між собою парою ознак, всі нащадки першого покоління будуть однаковими і мати ознака одного з батьків. Наприклад, при схрещуванні чистих ліній гороху […]...
- Склад і структура ценопопуляцій видів Ценотическая популяція, або ценопопуляція, – сукупність особин одного виду в фитоценозе. Кожна ценотическая популяція в рослинному співтоваристві має тільки їй властиві особливості – чисельність, статевої та вікової (онтогенетический) склад, продуктивність, запас фітомаси і т. д. Особливе значення для розуміння історії популяції і прогнозу її розвитку має вікової (онтогенетический) склад. Особи виду в складі спільноти знаходяться […]...
- Творча роль природного відбору. Синтетична теорія еволюції Синтетична теорія еволюції виникла на основі даних порівняльної анатомії, ембріології, палеонтології, генетики, біохімії, географії. Синтетична теорія еволюції висуває такі положення: – Елементарним еволюційним матеріалом є мутації; – Елементарна еволюційна структура – популяція; – Елементарний еволюційний процес – спрямована зміна генофонду популяції; – Природний відбір – направляючий творчий фактор еволюції; – В природі відбуваються два, умовно […]...
- Типи розподілу особин Простір, який займає популяція, дає необхідні їй для життя умови. Однак кожна конкретна територія здатна прогодувати лише певну кількість особин. При цьому очевидно, що на ступінь використання доступних природних ресурсів впливає не тільки загальна чисельність популяції, а й розміщення особин у просторі. Зрідка в природі зустрічається майже рівномірний впорядковане розподіл особин на займаній території, наприклад […]...
- Регулювання чисельності популяцій у природі Популяції багатьох видів організмів здатні до саморегуляції своєї чисельності. Виділяють три механізми гальмування зростання чисельності популяцій. Наприклад, при зростанні щільності популяції: а) підвищується частота контактів між особинами, що викликає у них стресовий стан, що зменшує народжуваність і підвищує смертність; б) посилюється еміграція в нові місця проживання, крайові зони, де умови менш сприятливі, і смертність збільшується; […]...
- Види популяцій Видів живих організмів в дикій природі безліч. Перш за все треба виділити дві глобальні популяції – тварин і рослин. І вже в них визначаються підвиди тієї чи іншої конкретної групи організмів У біології структурно виділяються географічно обумовлені групи, як приклад, поселення білок в лісах Ульяновської області. Сгруппировавшиеся тварини одного підвиду (в нашому випадку – білки), […]...
- Взаємодія генів – конспект В організмі одночасно функціонує безліч геномів. У процесах реалізації генетичної інформації в ознаку можливі численні “пункти” взаємодії різних генів на рівні біохімічних реакцій. Такі взаємодії неминуче відбиваються на формуванні фенотипу. Алельні гени визначають альтернативні ознаки, оскільки лежать в гомологічних локусах гомологічних хромосом. Між алелями гетерозиготи можливі певні взаємодії, що лежать в основі прояву ознаки у […]...
- Генетичні основи еволюції Еволюційний процес включає мікроеволюції і макроеволюцію. Мікроеволюція – це процеси пристосувальної перебудови всередині виду, які можуть призвести до утворення нового виду. Однак будучи необхідною передумовою видоутворення, мікроеволюційні процеси не завжди їм завершуються. Найчастіше виникають пристосування, що забезпечують тривале існування виду. Мікроеволюції можна вивчати експериментальним шляхом. Елементарний еволюційний матеріал. Основним джерелом виникнення нових ознак або змін […]...
- Спільноти живих організмів При викладі проблем біології в цій книзі ми дотримувалися певної системи і йшли від простого до складного. Почавши з найпростішого рівня організації, а саме з атомів і молекул, ми приступили потім до вивчення структури клітини; далі ми перейшли до тканин, органів, систем органів і до організму як цілого. Такий перехід цілком логічний, бо структури, існуючі […]...
- Природний відбір – реферат У природних популяціях організмів, що розмножуються статевим способом, існує велика різноманітність генотипів і, отже, фенотипів. Завдяки індивідуальній мінливості в умовах конкретного середовища проживання пристосованість різних генотипів (фенотипів) різна. В еволюційному контексті пристосованість визначають як добуток життєздатності в даному середовищі, що обумовлює більшу або меншу ймовірність досягнення репродуктивного віку, на репродуктивну здатність особини. Відмінності між організмами […]...
- Піраміда чисел, або чисельності Піраміда чисел, або чисельності, – це графічне відображення чисельності організмів різних видів на кожному трофічному рівні екосистеми в деякий момент часу (рис. 19). Кількість організмів показано відповідною довжиною або площею прямокутника. Піраміди чисельності відбивають лише щільність організмів на кожному трофічному рівні, але не швидкість їх відновлення. Зазвичай з кожною ланкою кількість особин зменшується. Хижаки, як […]...
- Взаємодія і множинна дія генів як основа цілісності генотипу Гени являють собою структурні та функціональні одиниці спадковості. Кожен з них визначає розвиток одного якогось ознаки, незалежного від інших. Окрема клітина й організм є цілісними системами, де всі біохімічні та фізіологічні процеси строго узгоджені і взаємопов’язані насамперед тому, що генотип – це система взаємодіючих генів. Взаємодіють один з одним як алельних, так і неалельні гени, […]...
- Електронні генератори Розглянемо методи генерування електричних коливань, т. Е. Отримання коливань в системах, що працюють в режимі самозбудження, коли зовнішнє джерело коливань відсутня Такі системи називаються автоколивальними системами або генераторами, а їх коливання – автоколиваннями. Автоколивальних система являє собою нелінійне пристрій, що перетворює енергію джерела постійної ЕРС в енергію коливань. Електронний генератор – це пристрій, що перетворює […]...
- Популяція і характерні для неї взаємозв’язку У житті будь-якої живої істоти велику роль відіграють відносини про представниками свого виду. Ці відносини здійснюються в популяціях. Розрізняють такі різновиди популяцій: Елементарна (локальна) популяція – це група особин одного виду, що займають якийсь невелику ділянку однорідної площі. Екологічна популяція – сукупність елементарних популяцій. В основному, це внутрішньовидові угруповання, приурочені до конкретних екосистемам. Напр., “Соснові” […]...
- Процеси життя в різних температурних умовах Температурні межі життя неоднакові для різних видів організмів, періодів їх розвитку, фізіологічного стану, що передували температурних умов, статі (як правило, самці менш стійкі до високих і низьких температур). По відношенню до коливань температури розрізняють дві групи організмів: стенотермні – що живуть при невеликих коливаннях температури, наприклад мешканці тропічних морів, великих глибин, і евритермні – що […]...
- Природний і штучний відбір Природним відбором називається процес, при якому виживають і залишають після себе потомство переважно особини, наділені спадковими змінами, корисними в даних умовах. Спадкові зміни у особин однієї популяції відбуваються в різних напрямках і часто бувають різними в однакових умовах середовища. У боротьбі за існування виживають і дають численне потомство особини, наділені ознаками, корисними в даному середовищі. […]...
- Критерії виду. Популяція – одиниця виду та еволюції Критерії виду Популяція – це одиниця виду та еволюції. За сучасними уявленнями вид – це сукупність особин, які мають загальні наступні ознаки: Морфологічні; Фізіологічні; Біохімічні. Також вони займають певний ареал, здатні схрещуватися один з одним і дають плідне потомство. Ці властивості прямо пов’язані з спільністю походження всіх особин даного виду. Характерні для даного виду ознаки […]...
- Екологічне і еволюційне значення паразитизму Екологічне значення паразитизму в першу чергу полягає в тому, що паразити виступають як фактор природного добору, регулюючи чисельність популяцій господарів. Це проявляється, з одного боку, в тому, що ослаблена паразитами частина популяції хазяїна або гине, або не досягає статевої зрілості. Часто у господарів паразитів знижується репродуктивний потенціал. У той же час паразити, елімінуючи з популяцій […]...
- Чому виживають популяції з низькою народжуваністю? Для того щоб відповісти на питання: “Чому виживає популяція з низькою народжуваністю”, потрібно повернутися до витоків біології. Ми вам у цьому допоможемо і пояснимо. Для початку згадаємо визначення популяції і стратегії відтворення. Отже, сучасне біологічне поняття популяції включає в себе наступне – це маса рослин або тварин, що відносяться до одного виду, які тривалий час […]...
- Принципи радіозв’язку та телебачення Радіозв’язком називають передачу і прийом інформації за допомогою радіохвиль, т. є. Електромагнітних хвиль з частотою приблизно від 105 до 109 Гц. Спочатку за допомогою мікрофона звукові коливання (частотою від 20 Гц до 20 кГц) перетворять на змінний електричний струм. Частота цього струму дорівнює частоті звукових коливань. У радіопередавачі за допомогою спеціальних приладів до високочастотних електричних […]...
- Природний відбір – головний фактор еволюції видів у природі Природний відбір – це процеси виживання і розмноження більш пристосованих до даних умов середовища особин і загибель менш пристосованих. Причини природного відбору. Перша причина природного відбору – генетична різноманітність особин, що складають популяцію. Природний відбір ефективний тільки в тому випадку, якщо в ньому беруть участь організми, що володіють спадковими відмінностями в ознаках. У генетично однорідних […]...
- Від горизонтального переносу генів до статевого розмноження Горизонтальний перенос генів був завжди. Як не парадоксально, він міг з’явитися навіть раніше самого життя! На це вказують результати досліджень, що проводяться в рамках теорії РНК-світу (про неї розказано в “Народженні складності”). Моментом зародження життя логічно вважати момент появи першого репликатора – спільноти молекул РНК, що допомагали один одному розмножуватися. Чим більше ми дізнаємося про […]...
- Родоводи при домінантному Х-сцеплениму типі успадкування Гени, що розміщуються в хромосомі Х і не мають парних алелей (гомологічних локусів) в хромосомі Y, представлені в генотипах чоловіків і жінок у різних дозах. Жінка (гомогаметний підлогу) отримує дві свої хромосоми Х і відповідні гени як від батька, так і від матері, тоді як чоловік (гетерогаметний підлогу) отримує свою єдину хромосому Х тільки від […]...
- Секрет піраміди Згадаймо, як влаштована піраміда. Це пятигранник, в основі якого лежить квадрат, а чотири інших межі представляють собою трикутник, кожна з підстав яких є стороною квадрата, а бічні грані з’єднані. Припустимо, піраміда зроблена з кристала гірського кришталю або димчастого кварцу (раухтопазу). Піраміду можна що з окремих прямокутних пластин різної площі, причому, чим ближче до вершини, тим […]...
- Зміна генофонду популяцій Як відомо, частота генів одного виду протягом певного проміжку часу стабілізується. Надалі в генофонді цього виду гени не змінюються. Приблизно так говорить правило Харді-Вайнберга. Але це може бути, тільки коли немає будь-якого відбору та міграції деяких особин одного виду, а схрещування між ними відбувається абсолютно випадково. Крім цього, має нараховуватися безліч видів однієї популяції. І […]...
- Основні генетичні поняття і символіка Основи генетичної термінології були закладені ще в часи “класичної” генетики, до ери молекулярної біології. Одним з фундаментальних понять генетики з часу її становлення було поняття одиниці спадковості. Г. Мендель називав ці одиниці “задатками”. У 1909 р датський генетик В. Иоганнсен запропонував термін ген. В рамках класичної генетики ген розглядався як елементарна структура, кодує окремий ознака. […]...
- Людина як об’єкт генетики Людина являє собою досить важкий об’єкт для генетичних досліджень. Як високоорганізований вид, він має складну генетичну організацію. Однак обсяг і структура генетичного матеріалу людини не має принципових відмінностей від інших ссавців. Головну трудність представляє неприпустимість експериментування (у тому числі спрямованого схрещування) над людиною. У генетиці людини розроблені власні методи. Близнюковий метод. Застосовується для з’ясування ступеня […]...
- Мікробам – горизонтальний перенос, вищим організмам – статеве розмноження Розглянуті приклади говорять про користь схрещування і перемішування генів при статевому розмноженні. Але у бактерій і архей замість справжнього амфіміксіса працює горизонтальний перенос. Чи буде секс і в цьому випадку виконувати ту ж функцію – швидко пристосовувати організми до змінених умов? Якщо це так, то ГПГ у мікробів повинне бути дуже широко поширений і практикуватися […]...
- Чергування поколінь з безстатевим і статевим розмноженням Багато видів організмів, зазвичай розмножуються безстатевим шляхом, в принципі здатні до розмноження статевим шляхом. Зазвичай ряд поколінь з безстатевим розмноженням змінюється поколінням із статевим розмноженням або ж здійснюють статевий процес. Зміна (чергування) безстатевих і статевих поколінь у різних видів відбувається з різною періодичністю, регулярно або через неоднакові відрізки часу. Первинне чергування поколінь полягає в зміні […]...
- Регуляція активності генів У еукаріотів розмір генома в сотні, а у ссавців в тисячу разів більше, ніж у прокаріотів, тому регулювати таку систему досить складно. У більшості еукаріотів регуляція активності генів здійснюється на стадії транскрипції. Для них характерні довгоживучі матриці іРНК. Хоча у еукаріотів після введення субстрату синтез певних ферментів посилюється, проте це посилення не настільки велика, як […]...
- Ріст і розмноження бактерій Зростання бактерій – збільшення бактеріальної клітини в розмірах без збільшення числа особин в популяції. Розмноження бактерій – процес, що забезпечує збільшення числа особин в популяції. Бактерії характеризуються високою швидкістю розмноження. Зростання завжди передує розмноженню. Бактерії розмножуються поперечним бінарним поділом, при якому з однієї материнської клітини утворюються дві однакові дочірні. Процес ділення бактеріальної клітини починається з […]...