Природные популяции, генетическая изменчивость

Чтобы оценить суммарную генетическую изменчивость в природных популяциях, можно применить следующий способ. Рассмотрим человеческую популяцию, в которой по данным электрофоретических исследований гетерозиготность составляет 6,7%. Если предположить, что у человека имеется 30 000 структурных генов (оценка, возможно, несколько заниженная), то это означает, что каждый человек гетерозиготен в среднем по 30 ООО 0,067 = 2010 локусам. При этом теоретически возможное число различных типов гамет составляет 2 ° ° 10 °, поскольку индивидуум, гетерозиготный по одному локусу, производит два типа гамет, а индивидуум, гетерозиготный по п локусам, теоретически может производить 2" типа различных гамет. Такое число гамет не может образоваться не только у отдельного человека, но и у всего человечества за все время его существования. Общее число протонов и нейтронов во Вселенной составляет по современным оценкам 10" , что неизмеримо меньше полученного нами числа типов гамет. [c.95]

Труд, принадлежащий видному специалисту в области генетико-эволюционных исследований, представляет собой значительный вклад в развитие дарвиновской теории эволюции. В нем на основе новейших данных по биохимической эволюции рассмотрены причины генетического разнообразия животных организмов с точки зрения гипотезы о том, что отбор действует на генотип как целое. Отдельные главы посвящены задачам эволюционной генетики, единицам измерения изменчивости, генетическому полиморфизму природных популяций, генетической основе видообразования и т. д. Критически разобраны теории генетического разнообразия. Книга написана живым и образным языком. [c.4]

В предьщущей главе было описано, каким образом Дарвин пришел к выводу о существовании у растений и животных наследственной изменчивости как при искусственном разведении, так и в природных популяциях. Он понимал, что наследственные изменения должны играть важную роль в процессе эволюции путем естественного отбора, но не мог предложить механизм, который объяснял бы их возникновение. Лишь после того как были вторично открыты законы Менделя о наследственности и объяснено их значение для понимания эволюции, ученые стали уделять должное внимание этому механизму. Современное объяснение изменчивости живых организмов — это результат синтеза эволюционной теории Дарвина и Уоллеса и генетической теории, основанной на законах Менделя. Сущность изменчивости, наследственности и эволюции теперь можно объяснить с помощью данных, полученных в одной из областей биологии, известной под названием популяционной генетики. [c.313]

Когда рассматривается вид в целом, то в каждом поколении, даже в отдельно взятых локусах, возникает довольно много мутаций. Если средняя частота появления мутаций на ген на поколение равна 10 , то в среднем на каждый локус человека, рассматриваемого как биологический вид, приходится около 80 ООО новых, неизученных мутаций за одно поколение в каждом локусе (4 10 людей х 2 гена в локусе х 10 мутаций на ген). У среднего по численности вида насекомых число мутаций, возникающих в каждом локусе за поколение, может составлять около 2400. Вот почему не удивительно, что разные виды и различные популяции одного вида приспособлены к конкретным условиям. Например, в районах активного применения инсектицида ДДТ у многих видов насекомых эволюционно возникла устойчивость к нему. В гл. 22 мы увидим, что природные популяции обладают большим запасом генетической изменчивости, накопленной за счет мутаций, возникших в предшествовавших поколениях. Но даже если у вида в данный момент не оказывается аллеля, необходимого для адаптации к новым условиям, такой аллель вполне может скоро появиться в результате мутации. Потенциальные возможности мутационного процесса в создании новой изменчивости огромны. [c.23]

Теперь мы знаем, что в природных популяциях наблюдается значительная генетическая изменчивость. Однако прямые доказательства этого факта были получены лишь в конце 60-х годов. Еще до этого времени было известно, что изменчивость представляет собой явление, широко распространенное в природе. Что же касается того, затрагивает ли аллельная изменчивость многие локусы или лишь некоторые, то данные на этот счет по-разному расценивались представителями классической и балансовой школ. Как бы то ни было, полученные к тому времени экспериментальные результаты не давали возможности оценить долю локусов, содержащих более одного аллеля. До начала 60-х годов при оценке генетической изменчивости приходилось оперировать данными следующего типа. [c.81]

Приведенные в предыдущем разделе данные свидетельствуют о том, что генетическая изменчивость широко распространена в природных популяциях, вследствие чего создаются достаточно благоприятные условия для эволюционных изменений. Естественно, что следующим этапом должна быть точная оценка генетической изменчивости популяций. Например, нам хотелось бы знать какова доля полиморфных (т.е. вариабельных) локусов в данной популяции и какова доля гетерозиготных локусов у типичной для популяции особи Пытаясь ответить на эти вопросы, мы обнаруживаем, что использование традиционных методов генетического анализа наталкивается на серьезные методологические трудности. [c.84]

К сожалению, установление точной аминокислотной последовательности одного белка-задача, требующая нескольких месяцев, а иногда и нескольких лет работы. Руководствуясь сказанным выше, мы должны были бы для оценки генетической изменчивости одной популяции определить аминокислотные последовательности 2000 образцов белка, что практически вряд ли осуществимо. Однако, по счастью, разработан метод, а именно электрофорез в геле (гель-электрофорез), позволяющий исследовать изменчивость белков со сравнительно небольшими затратами времени и средств. Начиная со второй половины 60-х годов посредством электрофореза в гелях были получены оценки генетической изменчивости для природных популяций многих организмов (см. дополнение 22.1). [c.86]

Метод электрофореза был впервые применен для оценки генетической изменчивости природных популяций в 1966 г., когда были опубликованы три работы, две из которых посвящены дрозофиле, а одна-человеку. С тех пор с помощью этого метода было исследовано множество популяций различных организмов, и число работ на эту тему продолжает расти с каждым годом. Здесь мы рассмотрим две такие работы. [c.92]

Метод электрофореза позволил получать количественные оценки степени генетической изменчивости в природных популяциях. Насколько эти оценки заслуживают доверия Для того чтобы оценка степени генетической изменчивости была правильной, необходимо соблюдать два условия 1) использовать случайную выборку локусов генома и 2) выявлять все аллели каждого локуса. [c.96]

Генетическая изменчивость в природных популяциях [c.217]

Уровень генетической изменчивости по большинству признаков в популяциях большинства организмов до сих пор остается неизвестным, хотя за последние 10 лет достигнуты значительные успехи в разработке методов изучения типов генетической изменчивости в природных популяциях. [c.218]

Мутационный процесс, рекомбинация, поток генов и отбор представляют собой основные факторы, определяющие эволюцию путем естественного отбора. В гл. 6 мы описали эти факторы, а также простые модели их действия на генные частоты в локусе с двумя аллелями в бесконечно большой популяции, обитающей в однородной среде. Читатель должен был понять, что эти модели полезны для учебных целей, но совершенно нереалистичны применительно к настоящим популяциям, развивающимся в природных условиях. Мы показали, что природные популяции имеют конечные размеры, что они живут в изменчивых средах, что гены взаимодействуют между собой при определении фенотипа и что они объединены в хромосомы. Кроме того, мы привели достаточно примеров, чтобы убедить читателя в наличии в популяциях очень больших запасов генетической изменчивости, которые трудно или [c.258]

Приборы и методы, используемые при изучении генетической изменчивости в природных популяциях с помощью электрофореза в геле, изображены на рис. 22.7. Образцы тканей разных организмов гомогенизируют (измельчают) для освобождения из клеток ферментов и других белков. Пробы надосадочных жидкостей (растворимых фракций), полученных при центрифугировании гомоге-натов, наносят на гель, приготовленный из крахмала, агара, полиакриламида или какого-нибудь другого желеобразного [c.86]

Рис. 22.7. Метод гель-электрофореза ферментов позволяет оценить генетическую изменчивость природных популяций (более подробно метод описан в тексте). А. Растворимые фракции, полученные из гомогенезиро-ванных образцов исследуемых тканей, наносят на поверхность геля и подвергают действию электрического поля. Ферменты и другие белки, содержащиеся в образцах, пере-

Эффективным методом, позволяющим изучать изменчивость белков в природных популяциях и определять частоты генотипов и аллелей в популяциях, служит электрофорез в гелях (см. дополнение 22.1). Маса-тоши Ней предложил удобный способ оценки генетической дифференциации популяций по данным электрофореза (дополнение 26.1). При этом используются две величины 1) генетическое сходство I, оценивающее долю структурных генов, которые идентичны в обеих популяциях, и 2) генетическое расстояние (или дистанция) )-оценка среднего числа замен аллелей в каждом локусе, произошедших за время раздельной эволюции двух популяций. Замены аллелей имеют место тогда, когда в результате мутаций аллели в отдельных локусах замещаются другими аллелями или когда сразу замещается целый набор аллелей. Этот метод учитывает то обстоятельство, что замены аллелей могут быть неполными в какой-то части популяции новый аллель может вытеснить старый , который тем не менее с большей или меньшей частотой продолжает присутствовать в популяции. [c.214]

Изменчивость вносится в популяцию в результате мутационного процесса (или иммиграции). С возникновением изменчивости общий набор генотипов может значительно увеличиться в результате рекомбинации (некоторые авторы считают это главным преимуществом полового размножения по сравнению с бесполым см. разд. 3.7), но эта генетическая изменчивость полностью ограничена изменчивостью аллелей, которые могут участвовать в рекомбинации. Дарвин считал, что естественный отбор ограничивает эту изменчивость до уровня адаптивного подмножества, а основная теорема Фишера также подразумевает эволюцию, ведущую от большей изменчивости к меньшей. Исходя из этого, следует ожидать, что популяции эволюционируют в направлении гомозиготного дикого типа и мало отклоняются от этого адаптивного оптимума. Между тем в природных популяциях существует значительная изменчивость, т. е. генетический полиморфизм, и экогенетики потратили немало времени и усилий, чтобы собрать соответствующие фактические данные. [c.71]

Отдельные особи, составляющие природные популяции, отличаются одна от другой как по количественным, так и по качественным признакам. Часть этой изменчивости носит генетический характер, а часть обусловлена влиянием среды. В тех случаях, когдг какой-либо количественный признак подвергается сильному отбору, следует ожидать, что генетическая компонента дисперсии (см. гл. 4) мала, и изменчивость обусловлена главным образом влиянием среды. Например, у коров фризской породы наследуемость = V /(Vg +Ve)] количества белых пятен очень велика (0,95). Это признак, по которому животноводы не ведут активной селекции. Однако наследуемость удойности составляет 0,3, а частоты зачатия при первой случке — только 0,01. Любую корову, не зачавшую при первой случке, обычно удаляют из стада, т. е. селекция по этому признаку ведется с максимально возможной интенсивностью. Удойности также уделяется крайне большое внима-ние, однако, ввиду того что селекцию можно начать лишь после того как корова давала молоко в течение одного-двух лет, отбор приходится вести только посредством отбора самцов т. е. в каче- [c.217]

Изучали особенности поведения известных мутантов [2067]. Так же, как и соответствующие мутанты дрозофилы, мутантные мьпци имеют низкую приспособленность и поэтому редко встречаются в естественных популяциях. Практически они не вносят вклад в генетическую изменчивость поведения в природных условиях. Такие мутации можно сравнить с тяжелыми наследственными заболеваниями у людей. Исследование мутантов вносит незначительный вклад в понимание генетических основ нормального поведения человека. [c.53]

Дикие штаммы T.ferrooxidans проявляют неодинаковую активность в окислении сульфидных минералов и устойчивость в экстремальных условиях. Очевидно, что уже в природных условиях имеется множество популяций генетически устойчивых мутантов, адаптированных к конкретным условиям среды (тип сульфидной минерализации, pH, концентрация металлов). Именно этот уровень изменчивости и определяет скорость окисли-Чгельных процессов, происходящих в рудных месторождениях. [c.84]

Балансовая школа (к которой принадлежат в основном Добржанский и его ученики в Америке и британская школа эволюционистов в Англии) развивалась независимо в этих двух странах на почве изучения естественной истории и природных популяций организмов. Добржанский начал свою деятельность со сбора жуков в Центральной Азии. Британская школа, созданная в значительной степени Е. Фордом, основывается на благородных аристократических традициях увлечения сбором ракушек и бабочек. Эти ученые видели мир таким, каким его видел Дарвин, во всем его богатом млогообразии, и, как последовательные дарвинисты, они полагали, что должна существовать колоссальная генетическая изменчивость, обеспечивающая адаптацию посредством естественного отбора. [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология