какая популяция называется панмиктической

Панмиктическая популяция и ее характеристики

Каждый организм, обладая общими для вида чертами, имеет свои, индивидуальные генетические и фенотипические особенности. Внутри любого ареала особи конкретного вида распределены неравномерно, так как есть места благоприятные для обитания и размножения и места менее благоприятные. Именно поэтому вид внутри ареала распадается на более мелкие единицы – популяции, они занимают определенную обособленную часть ареала.

Границы популяций часто совпадают с границами биогеоценозов (озеро, лес, болото, и т. д.). Смешиванию особей соседних популяций может мешать географическая изоляция (река, горный хребет и т. д.), а так же биологическая изоляция (сроки созревания, цветения, различия в строении половых органов, отличия в половом поведении). Пример: в пойме реки длительное время большие участки суши оказываются затопленными водой, на пригорке многие травянистые растения уже успевают отцвести, пока в низине сойдет вода.

Популяция является основной единицей существования, воспроизводства и эволюции вида. Особи одной популяции имеют больше сходства, чем особи разных популяций одного вида. Сорта культурных

растений, породы животных, штаммы микроорганизмов – это искусственно созданные человеком популяции.

Популяция – это многочисленная группа особей одного вида, длительное время живущая на определенной территории (ареал). Члены популяции свободно скрещиваются между собой и дают многочисленное, жизнеспособное потомство.

Крупные животные, как правило, имеют больший ареал по сравнению с ареалами мелких животных, однако, численность последних, как правило, больше.

Популяционный ареал и численность популяции – величины не постоянные, они могут существенно меняться (увеличиваться или сокращаться) даже в связи с сезоном года (сильнейшая засуха, необычайно холодная зима вызывают миграции животных, падёж молодняка и т. п.).

На пространственные и численные размеры популяции сильно влияют: абиотичесие, биотические и антропогенные факторы. При этом приоритетное значение имеют такие параметры как: наличие хищников, паразитов; величина ареала; благоприятные места размножения и др.

Видоспецифичными, динамичными являются возрастной и половой состав популяции. Возрастной состав сильно зависит от продолжительности жизни особей, времени достижения половой зрелости, интенсивности размножения, скорости смены поколений. Так, например, у крупных животных разные возрастные группы (молодняк, половозрелые особи, старые животные) выделяются более четко. В группе мелких насекомых, мелких грызунов сделать это достаточно сложно. Соотношение полов, как правило, составляет 1:1. Важной чертой каждой популяции является возможность свободного скрещивания (панмиксия). В результате свободного скрещивания идет обмен наследственной информацией, но вместе с тем, создается генетическая общность всей популяции – генофонд (совокупность генов данной популяции в конкретный временной период).

В 1908 году, независимо друг от друга, английский математик Дж. Харди и немецкий врач В. Вайнберг смогли выявить некоторые закономерности распределения генных частот в модельной популяции, структура которой на протяжении поколений абсолютно стабильна.

Генные частоты – число доминантных и рецессивных генов одной аллельной пары. Сумма их в данной популяции всегда равна 1 или 100%.

, где p – число доминантных генов А,

q – число рецессивных генов а.

Соотношение генных частот могут быть самыми различными:

0,5А : 0,5а ; 0,7А : 0,7а ; 0,9А : 0,1а ; и т. п.

Следует помнить о том, что в популяции, находящейся в состоянии генетического равновесия, соотношения генных частот по данной аллельной паре в каждом поколении остается постоянным. На графике распределение генных частот в идеальной популяции выглядит как две параллельные прямые горизонтальные линии.

Распределение частот в реальной популяции выглядит иначе: в виде популяционных волн. Дж.Харди – В.Вайнберг использовали и вторую формулу:

Она отражает сумму частот генотипов по данной аллельной паре в популяции. (Распределение соответствует коэффициентам бинома Ньютона второй степени):

р 2 – гомозиготы по доминанте (АА);

2pq – гетерозиготные формы (Аа);

q 2 – гомозиготы по рецессиву (аа).

С помощью этих формул можно расчитать ожидаемые частоты генов, генотипов и фенотипов в поколениях свободноскрещивающихся популяций (панмиктрических популяциях). Основной закон Харди – Вайнберга звучит так:

Частота гомозиготных и гетерозиготных организмов в условиях свободного скрещевания при отсутствии давления отбора (постоянство внешних условий) и других факторов (мутаций, миграций, дрефа генов) остается постоянной, т. е. пребывает в состоянии равновесия.

Условия полного равновесия вряд в природе не встречаются. Поэтому закон Харди – Вайнберга требует соблюдения определенных условий:

· Численность особей природной должна быть непременно большой (бесконечно большой).

· Случайное скрещивание особей (панмиксия) – обязательное условие.

· Относительная стабильность условий среды обитания, когда отдельные мутации не играют никакой роли и особи с разными генотипами обладают одинаковой жизнеспособностью, плодовитостью и возможностью размножения (мутационный прцесс сведен до min).

· Прямые и обратные мутации происходят так редко, что их частотой можно пренебречь.

· Отсутствие миграций со стороны особей других популяций (изоляция от других популяций).

· Учет ведется по одной паре аутосомных аллелей.

Мутационный процесс постоянно увеличивает генетическое разнообразие популяций (полиморфизм). В геторозиготах (Аа) накапливаются рецессивные мутации. Такой скрытый генетический фонд назван мобилизационным резервом внутривидовой наследственной изменчивости. Гетерогенность популяций – важный источник для действия отбора по перестройке вида и приспособления его к меняющимся условиям существования. Процессы адаптивной перестройке внутри вида, преобразование его популяции, а, следовательно, видообразование носит название микроэволюции (к числу основных факторов, формирующих популяцию следует отнести 3: изменчивость, наследственность, естественный отбор. Если все особи популяции будут гомозиготны по конкретному локусу (АА или аа), эволюция по данному локусу невозможна, из поколения в поколение частоты аллелей будут неизменными.

Микроэволюция – эволюционные процессы, протекающие внутри вида и ведущие к образованию новых видов (начальный этап эволюции). Она происходит на основе наследственной изменчивости и под контролем естественного отбора.

Макроэволюция – эволюционный процесс образования их видов, возникших в результате микроэволюции, новых родов их родовых семейств и т. д. Если популяция содержит 2 аллеля в одном локусе, эволюция вполне возможна – частота одного из аллелей может возрастать за счет другого, альтернативного.

Аудиторная работа:

Решение задач, позволяющих определять генетическую структуру популяции.

З а д а ч а 1.

На лугу студенты собрали листья клевера (100 шт.), из них 90 оказались трехлопастными, 10 – с изменением (двухлопастные). Последние представляют собой гомозиготы по рецессивным аллелям – q (аа). Схема записи:

100 общее 10 p = 1 – q = 1 – 0,3 = 0,7 (частота домин. аллеля) =70%.

число наблюдаемых объектов

Подставляем значения в большую формулу:

0,7 2 + 2*0,7*0,3 + 0,3 2 =

0,49+0,42+0,09=1
49%+42%+9% =100%

Эти цифры указывают на распределение генотипов популяции:

Примечание: Первоначально было найдено 10 растений из 100, с измененным признаком. По расчету – 9%. Следует помнить – чем больше выборка – тем меньше ошибка, следовательно, 100 объектов наблюдения – недостаточная величина.

Пример: У мушки дрозофилы ген, детерминирующий фермент лейцин–амино–пептидазу, представлен тремя разными аллелями La, Lв, Lс. Поэтому в выборочной совокупности (например 500 шт.), мы встретили мух 6 генотипов с разной частотой встречаемости:

Всего: 6 генотипов (500 шт.). Используемая ранее формула преобразиться:

p 2 + q 2 + r 2 + 2 pq + 2 pr + 2 qr =1

Для нахождения каждого генотипа необходимо разделить число наблюдаемых особей к общему числу генотипов в выборке.

L а L а = 2 = 0,004

L в L в = 172 = 0,344

L с L с = 54 = 0,108

L а L в = 38 = 0,076

L а L с = 20 = 0,040

L в L с = 214 = 0,428

После того, как будут найдены частоты всех генотипов, необходимо найти частоту аллелей А, В, С. Чтобы найти частоту конкретного аллеля, надо сложить частоту гомозигот по данному аллелю с половинами частот гетерозигот разных типов по тому же аллелю.

Частота аллеля А = частотам гомозигот АА + половина частот гетерозигот АВ и АС.

∑Частота аллеля А = 0,004 + 0,076 + 0,040 = 0,062 (6,2%).

Аналогично рассчитывают частоты аллелей В и С. Они составят соответственно 0,596 и 0,342. Сумма всех трех частот (А+В+С) должна = 1. 0,062 + 0,596 + 0,342 = 1.

Последнее изменение этой страницы: 2019-03-31; Просмотров: 304; Нарушение авторского права страницы

Источник

Какая популяция называется панмиктической

Таким образом, можно дать еще одно определение популяции: все живые организмы, для того чтобы выжить и дать потомство, должны в условиях динамичных режимов экологических факторов существовать в виде группировок, или популяций, т.е. совокупности совместно обитающих особей, обладающих сходной наследственностью.

Важнейшим признаком популяции является занимаемая ею общая территория. Но в пределах популяции могут быть более или менее изолированные по разным причинам группировки. Поэтому дать исчерпывающее определение популяции затруднительно из-за размытости границ между отдельными группами особей.

Рассматривая популяции в пространственно- генетическом отношении, различают популяции (рис.1):

Географическая популяция представляет собой совокупность групп пространственно смежных экологических популяций. Основными критериями при выделении географических популяций являются: 1) величина занимаемой территории; 2) степень миграции особей между группами смежных популяций.

Экологическая популяция представляет собой также совокупность пространственно смежных группировок особей, однако степень общения между ними выше по сравнению с географическими популяциями.

Рис.1. Пространственные подразделения популяций.

1- ареал вида; 2- географическая популяция; 3- экологическая, или местная популяция; 4- микропопуляция (элементарная)

В зависимости от способа размножения различают:

Ø Клонально- панмиктические.

Панмиктическими называют популяции, состоящие из особей, размножающимися половым путем, для которых характерно перекрестное оплодотворение.

Популяции, состоящие из особей, для которых характерно только бесполое размножение, называют клональными.

В том случае, когда половое размножение сочетается с бесполым, говорят о клонально-панмикрических популяциях.

Для понимания механизмов функционирования и решения вопросов использования популяций большое значение имеют сведения об их структуре.

Различают половую, возрастную, территориальную и другие виды структуры. В теоретическом и прикладном планах наиболее важны данные о возрастной структуре, под которой понимают соотношение особей (часто объединенных в группы) различных возрастов.

У животных выделяют следующие возрастные группы:

Ø ювенильная группа (детская)

Ø сенильная группа (старческая, не участвующая в воспроизводстве)

Ø взрослая группа (особи, осуществляющие репродукцию)

Популяции свойственно также определенное соотношение полов, причем, как правило, количество самцов и самок различно (соотношение полов не равно 1:1). Известны случаи резкого преобладания того или иного пола, чередование поколений с отсутствием самцов.

Обычно наибольшей жизнеспособностью отличаются популяции, в которых все возраста представлены относительно равномерно. Такие популяции называют нормальными. Если в популяции преобладают старческие особи, это однозначно свидетельствует о наличии отрицательных факторов в ее существовании, нарушающих воспроизводительные функции. Такие популяции рассматривают как регрессивные, или вымирающие. Требуются срочные меры по выявлению причин такого состояния и их исключению. Популяции, представленные в основном молодыми особями, рассматриваются как внедряющиеся, или инвазионные. Жизненность их обычно не вызывает опасений, но велика вероятность вспышек чрезмерно высокой численности особей, поскольку в таких популяциях не сформировались трофические и другие связи. Особенно опасно, если такие популяции представлены видами, которые здесь ранее отсутствовали. В таком случае популяции обычно находят и занимают свободную экологическую нишу и реализуют свой потенциал размножения, интенсивно увеличивая численность.

Источник

Вопрос 1. Понятие об идеальной популяции.

Панмиксные популяции – популяции, в которых происходит случайное, ничем не ограниченное скрещивание между особями со свободным выбором партнера.

Под идеальной популяцией понимают бесконечно большую по численности особей популяцию, которая характеризуется полной панмиксией, отсутствием мутация и естественного отбора. В природе таких популяций нет, но большие по численности популяции по характеристикам приближаются к идеальной.

Характеристика идеальной популяции:

1) новые мутации в данной популяции не появляются;

2) популяция полностью изолирована, т. е. нет миграции особей в популяцию (иммиграция) и из популяции (эмиграция);

3) популяция бесконечно велика, к ней можно применять законы вероятности;

4) скрещивания случайны,происходит чисто случайное образование родительских пар — панмиксия; 5) все аллели равно влияют на жизне­способность гамет.

Английский математик Годфри Харди (1908) сформулировал понятия панмиксии (свободного скрещивания) и создал математическую модель для описания генетической структуры панмиктической популяции, т.е. популяции свободно скрещивающихся раздельнополых организмов. Немецкий врач-антропогенетик Вильгельм Вайнберг (в этом же 1908 г.) независимо от Харди создал сходную модель панмиктической популяции.

Выучить: Закон Харди-Вайнберга:

«В панмиксной большой популяции, где нет отбора, мутаций, миграций, наблюдается постоянство распределения гомо- и гетерозигот. Зная частоту рецессивного гена, можно по формуле определить частоту доминантного аллеля и наоборот».

Вопрос 2. Определение и характеристика генофонда (аллелофонда) популяции.

Аллелофонд популяции – это совокупность аллелей в популяции. Если рассматриваются два аллеля одного гена: А и а, то структура аллелофонда описывается уравнением: pA + qa = 1. В этом уравнении символом pA обозначается относительная частота аллеля А, символом qa – относительная частота аллеля а.

Популяции, в которых структура аллелофонда остается относительно постоянной в течение длительного времени, называются стационарными.

Генофонд – совокупность генотипов всех особей популяции.

Генофонд популяции характеризуется:

1) Единством. Единство генофонда популяции заключается в стремлении вида, как закрытой системы, сохранять свою однородность по наследственным свойствам.

2) Генетическим полиморфизмом. Природные популяции гетерогенны, они насыщены мутациями. При отсутствии давления внешних факторов эта гетерогенность находится в определенном равновесии.

3) Динамическим равновесием генов. В популяцию входят особи как с доминантными так и рецессивными признаками, не находящимися под контролем естественного отбора. Однако, доминантная аллель не вытесняет рецессивную.

Вопрос 3. Понятие дема, изолята.

В антропогенетике популяцией называют группу людей, занимающих общую территорию и свободно вступающих в брак.

Популяции из 1500-4000 человек называют демами,

ДЕМ (от греческого demos — народ, население), локальная популяция, небольшая, относительно изолированная от других подобных внутривидовая группировка, для которой характерна повышенная по сравнению с популяцией, степень панмиксии. В отличие от популяции дем — относительно кратковременная (существует несколько поколений) группировка особей. Отдельные демы одной популяции могут отличаться друг от друга по каким-либо морфофизиологическим признакам. Внутригрупповые браки – 80-90%.

Популяции численностью до 1500 человек — изоляты.

Для демов и изолятов типичен относительно низкий естественный прирост населения — соответственно порядка 20% и не более 25% за поколение. В силу частоты внутригрупповых браков члены изолятов, просуществовавших 4 поколения и более, являются не менее чем троюродными братьями и сестрами. Внутригрупповые браки – более 90%.

Человеческие группы характеризуются следующими демографическими показателями:

Разница между смертностью и рождаемосттью –прирост населения

Источник

25. Наследование в панмиктической популяции. Закон Гарди-Вайнберга.

Популяция панмиктическая — П. раздельнополых организмов, в которой равновероятно формирование любых брачных пар. Популяция панмиктическая, популяция, все особи которой скрещиваются свободно, образуя один вид с единым, защищенным от других генофондом. Панмиксия (свободное скрещивание) означает, что на формирование брачных пар не влияет генотип или возраст особей, участвующих в размножении. Фактически это означает, что рассматриваемый признак не оказывает заметного влияния на формирование брачных пар. Структура генофонда в панмиктической стационарной популяции описывается основным законом популяционной генетики – законом Харди-Вайнберга, который гласит, что в идеальной популяции существует постоянное соотношение относительных частот аллелей и генотипов. Закон Харди-Вайнберга — это закон популяционной генетики— впопуляциибесконечно большого размера, в которой не действуетотбор, не идетмутационныйпроцесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, не происходитдрейф генов, все скрещивания случайны — частотыгенотиповпо какому-либо гену (в случае если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение

1. Численность популяции бесконечно большая, и случайная элиминация (гибель) части особей не влияет на структуру популяции

2. Отсутствует половая дифференцировка, женские и мужские гаметы 3. Наличие панмиксии – свободного скрещивания; существование гаметного резервуара; равновероятность встречи гамет и образования зигот независимо от генотипа и возраста родителей4. В популяции отсутствуют мутации

5. В популяции отсутствует естественный отбор6. Популяция изолирована от других популяций этого вида

тогда частоты генотиповпо какому-либо гену (в случае если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствоватьуравнению:

р квадрат + 2 рq+ q квадрат = 1

Где р кв — доля гомозигот по одному из аллелей; р— частота этого аллеля; q кв — доля гомозигот по альтернативному аллелю; q — частота соответствующего аллеля; 2р q — доля гетерозигот.

Биологический смысл закона Харди — Вайнберга:

Процесс наследования не влияет сам по себе на частоту аллелей в популяции, а возможные изменения её генетической структуры возникают вследствие других причин.

26. Факторы генетической динамики популяций.

В популяциях животных постоянно изменяются частоты генов, что можно наблюдать при анализе смежных поколений. Такие изменения составляют суть динамики популяций.

Факторы генетической динамики популяций: миграция, эмиграция, мутации, хищничество, отбор, генетический дрейф, конкуренция и др.

В ходе эволюции организмов происходит непрерывная замена одних генотипов другими путем изменения в популяции численного соотношения качественно различающихся генотипов, что и составляет сущность динамики генетической структуры популяции. Генетическая изменчивость популяции складывается из мутационной и комбинативной изменчивости.

Равновесие генотипов в панмиктической популяции, основанное на сохранении относительных частот генов, изменяется под влиянием ряда постоянно действующих факторов, к которым относятся: мутационный процесс, отбор, численность популяции, изоляция и ряд других факторов.

Генетический дрейф→ изменение генетической структуры популяции, вызванное случайными причинами и не ведущее к генотипическому приспособлению к среде.

С. Райт экспериментально доказал, что в маленьких популяциях частота мутантного аллеля меняется быстро и случайным образом. Его опыт был прост: в пробирки с кормом он посадил по две самки и по два самца мух дрозофил,гетерозиготных по гену А (их генотип можно записать Аа). В этих искусственно созданных популяциях концентрация нормального (А) и мутационного (а) аллелей составила 50 %. Через несколько поколений оказалось, что в некоторых популяциях все особи стали гомозиготными по мутантному аллелю (а), в других популяциях он был вовсе утрачен, и, наконец, часть популяций содержала как нормальный, так и мутантный аллель. Важно подчеркнуть, что, несмотря на снижение жизнеспособности мутантных особей и, следовательно, вопреки естественному отбору, в некоторых популяциях мутантный аллель полностью вытеснил нормальный. Это и есть результат случайного процесса —дрейфа генов.

Эффект бутылочного горлышка, эффект основателя.

Источник

ПАНМИКТИЧЕСКАЯ ПОПУЛЯЦИЯ

Смотреть что такое «ПАНМИКТИЧЕСКАЯ ПОПУЛЯЦИЯ» в других словарях:

ПОПУЛЯЦИЯ МЕНДЕЛЕВСКАЯ — популяция панмиктическая, популяция, все особи которой скрещиваются свободно, образуя один вид с единым, защищенным от других генофондом. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И.… … Экологический словарь

ПОПУЛЯЦИЯ ПАНМИКТИЧЕСКАЯ — см. Популяция менделевская. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

Популяция свободноскрещивающаяся панмиктическая п — Популяция свободноскрещивающаяся, панмиктическая п. * папуляцыя свабоднаскрыжавальная, панміктычная п. * random mating population or panmictic p. популяция, в пределах которой спаривание особей происходит без специального подбора пар (). В П. с.… … Генетика. Энциклопедический словарь

Панмиктическая единица — * панміктычная адзінка * panmictic unit максимальная по размерам локальная популяция, в которой скрещивание особей происходит абсолютно случайно, панмиктически () … Генетика. Энциклопедический словарь

популяция идеальная — гипотетическая панмиктическая П. бесконечно большой численности, сохраняющейся в поколениях, не подверженная действию естественного отбора, внешней среды и мутационного давления; понятие П. и. используется при моделировании эволюционного процесса … Большой медицинский словарь

ПОПУЛЯЦИЯ — (ср. век. лат. populatio, от лат. populus народ, население) в генетике, экологии, эволюционном учении, совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определ. терр. П. гл. структурный элемент вида и резерв наследств.… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

популяция — (ср. век. лат. populatio, от лат. populus — народ, население) в генетике, экологии, эволюционном учении, совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определенную территорию П. — главный структурный элемент… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

популяция панмиктическая — (греч. pan все + лат. mixis смешение) П. раздельнополых организмов, в которой равновероятно формирование любых брачных пар … Большой медицинский словарь

менделевская популяция — (G. J. Mendel, 1822 1884, чешский естествоиспытатель) панмиктическая популяция, в которой передача признаков происходит согласно законам Менделя … Большой медицинский словарь

Источник