Kaj je populacijski genski bazen? Koncept in definicija

Prebivalstvo je zbirka živih organizmov ene vrste, ki so delno ali popolnoma izolirane od svojih sočlovekov. V tem članku bomo preučili njegovo glavno "bogastvo", vzrok za to funkcijo. Na vprašanje odgovorimo na vprašanje, kakšen je genska skupina prebivalstva. Ali se spremeni in zakaj? Ali to vpliva na gonilno silo evolucije? Zakaj so genske skupine populacij ene vrste heterogene? Začnimo s tem opredelitev koncepta.

Kaj je populacijski genski bazen?

Genski bazen, zbir genov (to je genski bazen) je eden od osnovnih pojmov populacijske genetike. Označuje celoten niz alelov (variacije istega gena) določene izolirane skupine živih organizmov.

Ko se je naučil, kaj je gensko skupino prebivalstva, bo bralec postavil vprašanje: "Za kaj potrebuje populacija to raznolikost alelov?" To je potrebno za bolj optimalno prilagajanje okolju. Danes je odstotek preživetja višji pri rjavi barvi vraga, jutri pa se bodo spremenile, sive ptice pa bodo imele več možnosti. Posamezniki bodo umrli, vendar bo prebivalstvo živelo zaradi varčevalnega gena.

Upoštevajte, da je izmenjava genov značilna ne samo za predstavnike ene populacije, temveč tudi za celotno vrsto, saj izolacija med njimi ni absolutna. Zato lahko govorimo o genovskem združenju vrste.

Izvor koncepta

Prvič je svetu povedal, kaj je gensko združenje prebivalstva, leta 1928 sovjetski genetik AS Serebrovsky. Bil je tisti, ki je oblikoval koncept tega pojava. In ime mu je izbral ime "genski bazen", da bi poudaril, da je bogastvo genskih razlik najbolj dragoceno za biološki svet.

V zahodni znanosti se je pojavil koncept FG Dolzhansky. V angleščini zveni kot genski bazen.

Vrste in značilnosti genskih bazenov

Vse populacije, ki temeljijo na predmetu našega pogovora, lahko razdelimo na dve vrsti:

• Monomorfen - obstaja le en alel gena.
• Polimorfna - opažena v korenu drugačne situacije. Gen ima več različnih sprememb.

Če upoštevamo vrsto, ki ima več kot eno skupino kromosomov, bo skupno število alel preseglo število organizmov v skupini. V večini primerov pa so člani prebivalstva večji od genskih sprememb. Z močnim med seboj povezanim organizmom znotraj ene populacije lahko opazimo monomorfne skupine organizmov z enim alelom.

Indikator prostornine genovskega bazena je dejanska velikost populacije (N_e). Višji je, večji je genski bazen. Ampak kako koristno je prebivalstvo? Vse je odvisno od okoljskih pogojev. Če se stalno spreminjajo, potem obstaja več možnosti pri populaciji z bogatim bazenom genov. Veliko hitreje se bo prilagajala novemu življenju, kot v drugi skupini se bo pojavil potrebni alel kot rezultat mutacij.

Ampak, če so življenjske razmere stabilne dovolj, potem "na črno" prebivalstva z manjšim genski bazen - manj verjetno, da se pojavi na svetlobo, posamezniki z "neuspešno" genotip, katerih možnosti za preživetje, razploda je zelo majhna.

Prebivalstvo in evolucija

Sprememba genskega zbora populacij je sprememba v genski skupini vrste. Konec koncev je to, in ne posameznik, enota evolucije. Prebivalstvo je stabilna, celovita entiteta, ki ima naslednje značilnosti:

• Biti v relativni izolaciji, ki ne omogoča proste izmenjave dednih informacij z drugimi skupinami vrst.
• Med seboj svobodno prečkajo, posamezniki tvorijo gensko skupino prebivalstva (v razredu 11 razreda "Genofond" je to vprašanje podrobno razloženo). Obstaja stalna izmenjava genov: le tiste, ki test opravijo z naravno selekcijo. So bogastvo genskega zbora prebivalstva.
• Obstaja določeno območje že več let. V tem času se precej generacij spreminja, kar daje priložnost za evolucijske procese.

Prebivalstvo in vožnja evolucijske sile

Razmislite o vplivu gonilnih sil evolucije na gensko skupino prebivalstva.

Mutacije. Pod normalnimi pogoji so zelo redki. Izzovejo jih radioaktivno, ultravijolično sevanje, kemične komponente in številni drugi dejavniki. Škodljive mutacije v nekaterih okoliščinah lahko postanejo zelo koristne pri drugih, zato je to zelo dragocen pojav za populacijski genski bazen.

V veliki količini so recesivni, zato se pojavijo v fenotipu samo v homozigotnem stanju. Če je mutacija prevladujoča, se njeni znaki lahko vidijo že v prvi generaciji.

"Valovi življenja" (populacijski valovi). Pomembna nihanja števila predstavnikov prebivalstva. Včasih so razlogi za to naravni (na primer povečanje števila insektov spomladi in zmanjšanje jeseni), včasih zaradi naravnih nesreč.

"Valovi življenja" vplivajo tudi na spremembo genskih skupin populacij (v 11. razredu, to se obravnava v lekcijah o biologiji), ker vplivajo na smer in intenzivnost naravne selekcije.

Drift genov. Naključna sprememba pri majhni populaciji alelnih frekvenc. Posledica je lahko izginotje recesivnih genov, povečanje števila homozigotnih posameznikov, nastanek redkih vrst genskih sprememb. Izzovejo ga različni dejavniki - izolacija, populacijski valovi, mutacije.

Izolacija. Razdeljene glede na geografsko (prisotnost vseh prostorskih ovir) in biološke (omejitev ali odpravo možnost prehajanja med posamezniki iste vrste - seznanjanje različna obdobja, ki se razlikuje vedenje v obdobju razmnoževanja). Preprečevanje prostega križanja posameznikov različnih populacij, izolacija poslabša genetske razlike med njimi.

Pomembno je omeniti, da izolacija ne prispeva k obogatitvi genskega bazena z novim materialom, pojavom drugih genotipov.

Vsi ti dejavniki delujejo spontano. Če je zaradi njihovega vpliva prišlo do spremembe genskega zbora prebivalstva (v lekciji v razredu 11 učitelj natančno pojasnjuje ta pojav), potem je to le naključen rezultat. Usmerjeno ukrepanje je le ena od gonilnih sil evolucije - naravna selekcija. Kdor prispeva k preživetju najmočnejših, ohranja svoje genotipe v splošnem okolju prebivalstva.

Od tu lahko razdelimo razloge za spremembo genskega zbiranja populacij v dve veji - naključno in usmerjeno. Razmislimo jih podrobneje.

Naključni razlogi za spremembo genov

Torej, kaj lahko tukaj razlikujemo:

• Selitev dela posameznika v drugo prebivališče. Njihov genski bazen ne bo več natančno ponovil »staršev«, ker genotipov teh predstavnikov ne vključujejo celotne raznolikosti alelov. Redki geni se lahko razširijo, lahko se soočajo s kakovostno novimi mutacijami.
• Prebivalstvo je bilo razdeljeno z naravnimi ali umetnimi ovirami. Tukaj tudi genovski bazeni po nekaj časa postanejo kakovostno drugačni, ki niso podobni prvim ali drug drugemu.
• Dejstvo naravne nesreče. Splošni sklad bo nastal iz naključno izbranih genotipov majhne skupine preživelih. Hkrati lahko nekatere mutacije popolnoma izginejo, druge pa se lahko široko razširijo.
• Neugodni pogoji, ki povzročajo množično smrt posameznikov. Nekateri geni so izgubljeni, vključno z redkimi, kar je lahko povzročilo manj živahno življenje.
• Periodična nihanja številka. Na primer, bazen populacije žuželk spomladi je sestavljen iz genotipov posameznikov, ki so preživeli zimo.

Zato vidimo, da je učinek naključnih dejavnikov na genski bazen negativen - ga osiromašijo. Toda kot posledica tega nastane zelo sposobna kvalitativno različna populacija s svojo edinstveno gensko skupino.

Usmerjen vzrok za spremembo genov

Tu bomo pripisovali le en dejavnik - naravni izbor. Pomaga povečati frekvence najbolj uporabnih genov za določene pogoje in zmanjšati nepotrebne, škodljive za določeno mesto. Zato bogati genski bazen, ki je nekakšen "sanitarist".

Naravna selekcija spreminja fenotipe posameznikov, njihovo vedenje, videz, način življenja. Namen teh sprememb je največja pripravljenost za nekatere življenjske razmere.

Vzroki razlik v populacijah

Iz vsega navedenega je enostavno izolirati vzroke razlike v genskih skupinah izoliranih populacij ene vrste:

• Različni življenjski pogoji. Za nekatere dejavnike so posamezniki z enim genotipom bolje prilagojeni, nekaterim - z drugim.
• Različne smeri mutageneze. Nekje je lahko nekakšna mutacija, nekje drugje. V enem primeru je prevladujoča, v drugi pa recesivna.
• Pojav prehoda - izmenjava odsekov kromosomov.

Prvič, razlika v genskih bazenih povzroča izolacijo. Nekatere spremembe se kopičijo, so podedovane, vse bolj in bolj oddaljene populacije ene vrste vrst v podobnosti.

Je možni genski vir populacije?

Ali lahko populacijski genski bazen ni spremenljiv, mobilen? Teoretično da. To potrjuje dobro znano pravo Hardy-Weinberga: po določenem obdobju frekvence genov dosežejo ravnotežje, nato pa splošni sklad ostane nespremenjen.

Za takšno stabilnost pa je treba izpolniti nekaj pogojev:

• Odsotnost migracije posameznikov s posebnimi genotipi.
• Brezstopenjsko prebivalstvo.
• Samo naključen prehod.
• Vztrajnost življenjskih razmer.

Toda v resničnem svetu je spoštovanje vseh teh pogojev praktično nemogoče, zakaj sprememb v populacijskem genskem zboru ni mogoče izogniti. Stabilnost se lahko ustvari le umetno.

Ugotovili smo razlog za razliko v genskih skupinah izoliranih populacij. In tudi naučili, kakšen genski bazen je na splošno, kateri vzroki (vključno s pogonskimi silami evolucije) vplivajo na njeno spremembo.