Главная Обратная связь

Дисциплины:






Генетические процессы в малых популяциях



Согласно современной синтетической теории эволюции, элементарными эволюционными процессами, изменяющими частоты генов в малых популяциях являются: 1. мутации, 2. популяционные волны, 3. дрейф генов, 4. изоляция и 5. естественный отбор. Они наблюдаются и в больших популяциях, однако при большой выборке очень мало влияют на изменение частот генов.

Мутации изменяют частоту генов в популяциях. Частота мутирования гена – 10-5 – 10-7 на поколение. Учитывая большое количество генов у человека (порядка 1000 000), до 10% его гамет несут мутантные гены. Доминантные мутации проявляются уже в первом поколении и сразу же подвергаются действию естественного отбора. Рецессивные мутации (возникают чаще) сначала должны накопиться в популяции и только с появлением рецессивных гомозигот начинают проявляться фенотипически и подвергаться действию естественного отбора. Накопление мутантных аллелей способствует комбинативной изменчивости, приводящей к генетической разнородности природных популяций (т.е. к генетическому полиморфизму). Мутационный процесс обеспечивает разнообразие эволюционного материала.

Насыщенность популяций рецессивными генами, снижающими приспособленность отдельных особей к условиям существования, которые удаляются, называется генетическим грузом.Наличием генетического груза в человеческих популяциях объясняется появление до 5% потомков с генетическими дефектами. В целом мутационное давление оказывает крайне слабое влияние на изменение частот аллелей в популяции из-за низких скоростей процесса спонтанного мутирования. Эволюционное значение мутационного процесса заключается в создании разнообразия аллелей и появлении новых генов.

2. Популяционные волны или волны жизни – это колебания численности особей, характерные для любой популяции живых организмов. Они могут быть: 1. сезонными (периодическими), генетически обусловленными, и 2. несезонными (непериодическими), обусловленными непосредственным воздействием на популяцию различных абиотических и биотических факторов окружающей среды. Популяционные волны являются результатом борьбы за существование и изменяют генетическую структуру популяции, удаляя из нее менее приспособленные особи. Волны жизни могут быть опасны для выживания малочисленных популяций и видов, находящихся под угрозой исчезновения.

3. Дрейф генов– изменение частоты генов в популяции в ряду поколений под действием случайных факторов. Дрейф генов проявляется обычно лишь при небольшой численности популяции (резком ее сокращении) и ведет к уменьшению наследственной изменчивости в ней. В небольшой популяции могут быть представлены не все аллели, типичные для данного вида. Случайные события, например, преждевременная гибель особи, бывшей единственным обладателем какого-то аллеля, приведут к исчезновению этого аллеля из популяции. Точно так же, как некий аллель может исчезнуть из популяции, его частота может случайным образом повыситься.



Характерной особенностью динамики генотипической структуры популяций под действием дрейфа генов является то, что усиливается процесс гомозиготации, т.е. увеличения числа гомозиготных особей по какому-то конкретному признаку. Гомозиготация нарастает с уменьшением численности популяции. Это нарастание обусловлено тем, что в популяциях ограниченного размера увеличивается частота близкородственных скрещиваний, и в результате заметных случайных колебаний частот отдельных генов происходит закрепление одних аллелей при одновременной утрате других. Некоторые из образовавшихся гомозиготных форм в новых условиях среды могут оказаться приспособительно ценными. Они будут подхвачены отбором и смогут получить широкое распространение при последующем увеличении численности популяций.

4. Изоляция – это исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида, ведущее к обособлению внутривидовых групп и новых видов.

Различают два основных вида изоляции: географическую и биологическую.

Географическая изоляция- связана с различными изменениями в ландшафте (возникновение горных хребтов, водных барьеров, лесных массивов и т.п.). Географическая изоляция может также иметь место в тех случаях, когда вид занимает достаточно большой ареал и особи разных популяций в силу большого расстояния между ними не могут встречаться и скрещиваться. Например, ареал соболя в результате активного отстрела человеком разорван на две части, удаленные на значительное расстояние одна от другой.

Географическая изоляция – один из важных факторов видообразования, т.к. она препятствует скрещиванию и тем самым обмену наследственной информацией между обособленными популяциями.

Биологическая (или репродуктивная) изоляция –это нескрещиваемость в природных условиях между обитающими вместе организмами. Выделяют несколько форм биологической изоляции:

А) этологическая – основана на различиях в поведении особей;

Б) экологическая – наблюдается когда особи одной популяции предпочитают разные местообитания и не встречаются друг с другом;

В) сезонная или временная – когда половое созревание у потенциальных партнеров по спариванию наступает неодновременно, т.е. сроки их размножения различны;

Г) генетическая – наступает тогда, когда скрещивающиеся пары имеют различия наследственного аппарата, приводящие к несовместимости половых клеток, в результате чего снижается жизнеспособность зигот и зародышей;

Д) морфофизиологическая – обусловлена особенностями строения и функционирования органов размножения, в результате чего изменяется вероятность скрещивания. Скрещиванию препятствуют различия в размерах особей, несоответствие в строении копулятивных аппаратов, гибель половых клеток и т.п.

Все перечисленные формы изоляции могут сочетаться в любых комбинациях. Биологическая изоляция обуславливает возникновение независимости генофондов двух популяций, которые после этого могут стать самостоятельными видами. Возникновению биологической изоляции часто способствует географическая изоляция.

5. Естественный отбор – это гибель одних особей популяции и выживание и размножение других. Естественный отбор удаляет из популяции менее удачные комбинации генов и избирательно сохраняет более удачные генотипы, тем самым изменяя частоту генов в популяции. Различают три основных формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий и дизруптивный или разрывающий. Таким образом, генетическое разнообразие в популяциях достигается совокупным влиянием перечисленных выше элементарных факторов эволюции.

 





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...