به پایان رساندن
رانش ژنتیکی: الگوهای اصلی این فرآیند. رانش ژنتیکی

رانش ژنتیکی: الگوهای اصلی این فرآیند. رانش ژنتیکی

نیکولای پتروویچ دوبینین حوزه علایق علمی N.P. Dubinin ژنتیک عمومی و تکاملی و همچنین کاربرد ژنتیک در کشاورزی بود. ژنتیک تکاملی او به همراه A.S. Serebrovsky تکه تکه شدن ژن و همچنین پدیده مکمل بودن ژن را نشان داد. ژن تکمیلی S. Serebrovsky تعدادی از کارهای مهم علمی در مورد ساختار و عملکرد کروموزوم ها را منتشر کرد که نشان داد بار ژنتیکی جهش های کشنده و فرعی کروموزوم ها در زمینه فضا کار می کند ژنتیک، در مورد مشکلات ژنتیک تابش

رانش ژنتیکی به عنوان یک عامل تکامل به لطف رانش، فراوانی آلل ها می توانند به طور تصادفی در جمعیت های محلی تغییر کنند تا زمانی که به نقطه تعادل برسند - از بین رفتن یک آلل و تثبیت آلل دیگر. در جمعیت‌های مختلف، ژن‌ها به طور مستقل «رانش» می‌شوند. بنابراین، رانش ژنتیکی از یک سو منجر به کاهش تنوع ژنتیکی در جمعیت ها و از سوی دیگر به افزایش تفاوت بین جمعیت ها، به واگرایی آنها در تعدادی از صفات منجر می شود. این واگرایی به نوبه خود می تواند به عنوان مبنایی برای گونه زایی باشد.

رانش ژنتیکی به عنوان یک عامل تکامل در شدت انتخاب و اندازه جمعیت بالا، تأثیر فرآیندهای تصادفی بر پویایی فرکانس‌های ژن در جمعیت‌ها ناچیز می‌شود. برعکس، در جمعیت های کوچک با تفاوت های اندک در تناسب بین ژنوتیپ ها، رانش ژنتیکی بسیار مهم می شود. در چنین شرایطی، ممکن است یک آلل کمتر سازگار در جمعیت ثابت شود، در حالی که یک آلل سازگارتر ممکن است از بین برود. یک آلل از دست رفته در نتیجه رانش می تواند بارها و بارها به دلیل جهش ایجاد شود. از آنجایی که رانش ژنتیکی فرآیندی بدون جهت است، همزمان با کاهش تنوع در جمعیت ها، تفاوت بین جمعیت های محلی را افزایش می دهد. مهاجرت با این امر مقابله می کند. اگر آلل A در یک جمعیت ثابت و آلل a در جمعیت دیگر ثابت باشد، مهاجرت افراد بین این جمعیت ها منجر به این واقعیت می شود که تنوع آللی دوباره در هر دو جمعیت ایجاد می شود.

امواج جمعیت و رانش ژنتیکی اندازه جمعیت به ندرت در طول زمان ثابت می ماند. افزایش در اعداد با رکود همراه است. S.S. Chetverikov یکی از اولین کسانی بود که توجه را به نوسانات دوره ای در تعداد جمعیت های طبیعی جلب کرد.

سرگئی سرگیویچ چتوریکوف () زیست شناس برجسته روسی، ژنتیک تکاملی است که اولین گام ها را به سوی سنتز ژنتیک مندلی و نظریه تکاملی چارلز داروین برداشت. او اولین کسی بود که یک مطالعه تجربی در مورد خواص ارثی در جمعیت های طبیعی حیوانات را سازمان داد. این مطالعات به او اجازه داد تا بنیانگذار ژنتیک تکاملی مدرن، ژنتیک تکاملی شود

امواج جمعیت و رانش ژنتیکی در دوره‌های کاهش شدید تعداد، نقش رانش ژنتیکی به شدت افزایش می‌یابد. در چنین لحظاتی می تواند به یک عامل تعیین کننده در تکامل تبدیل شود. در طول دوره رکود، فراوانی آلل های خاص می تواند به طور چشمگیری و غیرقابل پیش بینی تغییر کند. از دست دادن برخی از آلل ها و کاهش شدید تنوع ژنتیکی جمعیت ها ممکن است رخ دهد. سپس، هنگامی که اندازه جمعیت شروع به افزایش می کند، جمعیت از نسلی به نسل دیگر، ساختار ژنتیکی را که در لحظه عبور از گلوگاه جمعیت ایجاد شده بود، بازتولید می کند.

اثر گلوگاه در جمعیت های واقعی مثال: وضعیت یوزپلنگ ها - نمایندگان خانواده گربه ها. دانشمندان کشف کرده اند که ساختار ژنتیکی تمام جمعیت های یوزپلنگ مدرن بسیار شبیه است. در عین حال، تنوع ژنتیکی در هر جمعیت بسیار کم است. این ویژگی‌های ساختار ژنتیکی جمعیت‌های یوزپلنگ را می‌توان توضیح داد در صورتی که فرض کنیم نسبتاً اخیراً این گونه از گلوگاه جمعیتی بسیار باریکی عبور کرده است و همه یوزپلنگ‌های امروزی از نوادگان چندین (به گفته محققان آمریکایی 7) فرد هستند.

یک نمونه مدرن از اثر گلوگاه جمعیت سایگا است. تعداد آنتلوپ سایگا 95 درصد از حدود 1 میلیون در سال 1990 به کمتر از سال 2004 کاهش یافته است که عمدتاً به دلیل شکار غیرقانونی برای طب سنتی چینی آنتلوپ سایگا 1990 2004 است.

سال گاومیش کوهان دار آمریکایی جمعیت به افراد افراد

اثر بنیانگذار حیوانات و گیاهان معمولاً در گروه های نسبتاً کوچک به قلمروهای جدیدی برای یک گونه نفوذ می کنند. فراوانی آلل در چنین گروه هایی ممکن است به طور قابل توجهی با فراوانی این آلل ها در جمعیت های اصلی متفاوت باشد. استقرار در یک قلمرو جدید با افزایش تعداد مستعمره‌نشینان همراه است. جمعیت های متعددی که به وجود می آیند، ساختار ژنتیکی بنیانگذاران خود را بازتولید می کنند. ارنست مایر جانورشناس آمریکایی، یکی از بنیانگذاران نظریه ترکیبی تکامل، این پدیده را اثر بنیانگذار نامید.

واضح است که بنیانگذاران نمونه‌های بسیار کوچکی از جمعیت‌های والدین بودند و فراوانی آللی در این نمونه‌ها می‌توانست بسیار متفاوت باشد. این اثر بنیانگذار است که تنوع شگفت انگیز جانوران و گیاهان اقیانوسی و فراوانی گونه های بومی در جزایر را توضیح می دهد. اثر بنیانگذار نیز نقش مهمی در تکامل جمعیت های انسانی داشته است. لطفاً توجه داشته باشید که آلل B (طبق سیستم گروه خونی AB0) در سرخپوستان آمریکایی و بومیان استرالیا کاملاً وجود ندارد. در این قاره ها گروه های کوچکی از مردم زندگی می کردند. به دلایل کاملاً تصادفی، در بین بنیانگذاران این جمعیت ها ممکن است یک ناقل الل B وجود نداشته باشد، طبیعتاً این آلل در جمعیت های مشتق شده وجود ندارد.

رانش ژنتیکی و ساعت مولکولی تکامل نتیجه نهایی رانش ژنتیکی حذف کامل یک آلل از یک جمعیت و تثبیت (تثبیت) آلل دیگر در آن است. هر چه یک آلل خاص در یک جمعیت بیشتر رخ دهد، احتمال تثبیت آن به دلیل رانش ژنتیکی بیشتر است. محاسبات نشان می دهد که احتمال تثبیت یک آلل خنثی برابر با فراوانی آن در جمعیت است.

الگوی جمعیت های بزرگ مدت زیادی برای ظهور جهش آلل جدید "منتظر" نمی مانند، اما برای مدت طولانی آن را اصلاح می کنند. جمعیت‌های کوچک مدت‌ها منتظر می‌مانند تا یک جهش رخ دهد، اما به محض وقوع، می‌توان به سرعت آن را اصلاح کرد. این منجر به نتیجه‌ای می‌شود که در نگاه اول متناقض است: احتمال تثبیت آلل‌های خنثی فقط به فراوانی وقوع جهش آنها بستگی دارد و به اندازه جمعیت بستگی ندارد.

الگوی هر چه زمان بیشتری از جدایی دو گونه از یک گونه اجدادی مشترک می گذرد، جانشینی های جهشی خنثی تری این گونه ها را متمایز می کند. روش "ساعت مولکولی تکامل" بر اساس این اصل است - تعیین زمانی که از لحظه ای که اجداد گروه های مختلف سیستماتیک شروع به تکامل مستقل از یکدیگر کردند می گذرد.

محققان آمریکایی الگوی E. Zukurkendl و L. Polling برای اولین بار کشف کردند که تعداد تفاوت ها در توالی اسیدهای آمینه در هموگلوبین و سیتوکروم c در گونه های مختلف پستانداران بیشتر است، هر چه زودتر مسیرهای تکاملی آنها از هم جدا شود.

رانش ژنتیکی به عنوان یک عامل تکامل

رانش ژنتیکی را می توان یکی از عوامل تکامل جمعیت ها دانست. به لطف رانش، فرکانس های آللی می توانند به طور تصادفی در جمعیت های محلی تغییر کنند تا زمانی که به نقطه تعادل برسند - از بین رفتن یک آلل و تثبیت آلل دیگر. در جمعیت‌های مختلف، ژن‌ها به طور مستقل «رانش» می‌شوند. بنابراین، نتایج رانش در جمعیت های مختلف متفاوت است - در برخی یک مجموعه از آلل ها ثابت است، در برخی دیگر - مجموعه ای دیگر. بنابراین، رانش ژنتیکی از یک سو منجر به کاهش تنوع ژنتیکی در جمعیت ها و از سوی دیگر به افزایش تفاوت بین جمعیت ها، به واگرایی آنها در تعدادی از صفات منجر می شود. این واگرایی به نوبه خود می تواند به عنوان مبنایی برای گونه زایی باشد.

در طول تکامل جمعیت ها، رانش ژنتیکی با سایر عوامل تکاملی، عمدتاً با انتخاب طبیعی، در تعامل است. نسبت سهم این دو عامل هم به شدت انتخاب و هم به اندازه جمعیت بستگی دارد. در شدت انتخاب بالا و اندازه جمعیت بالا، تأثیر فرآیندهای تصادفی بر پویایی فرکانس‌های ژن در جمعیت‌ها ناچیز می‌شود. برعکس، در جمعیت های کوچک با تفاوت های اندک در تناسب بین ژنوتیپ ها، رانش ژنتیکی بسیار مهم می شود. در چنین شرایطی، ممکن است یک آلل کمتر سازگار در جمعیت ثابت شود، در حالی که یک آلل سازگارتر ممکن است از بین برود.

همانطور که می دانیم، شایع ترین پیامد رانش ژنتیکی، کاهش تنوع ژنتیکی در جمعیت ها به دلیل تثبیت برخی از آلل ها و از بین رفتن برخی دیگر است. برعکس، فرآیند جهش منجر به غنی‌سازی تنوع ژنتیکی در جمعیت‌ها می‌شود. یک آلل از دست رفته در نتیجه رانش می تواند بارها و بارها به دلیل جهش ایجاد شود.

از آنجایی که رانش ژنتیکی فرآیندی بدون جهت است، همزمان با کاهش تنوع در جمعیت ها، تفاوت بین جمعیت های محلی را افزایش می دهد. مهاجرت با این امر مقابله می کند. اگر یک آلل در یک جمعیت ثابت شود آ، و در دیگری آ، سپس مهاجرت افراد بین این جمعیت ها منجر به ظهور مجدد تنوع آللی در هر دو جمعیت می شود.

امواج جمعیتی و رانش ژنتیکیاندازه جمعیت به ندرت در طول زمان ثابت می ماند. افزایش در اعداد با رکود همراه است. S.S. Chetverikov یکی از اولین کسانی بود که توجه را به نوسانات دوره ای در تعداد جمعیت های طبیعی، امواج جمعیت جلب کرد. آنها نقش بسیار مهمی در تکامل جمعیت دارند. رانش ژنتیکی تأثیر کمی بر فراوانی آلل در جمعیت های بزرگ دارد. با این حال، در دوره های کاهش شدید تعداد، نقش آن به شدت افزایش می یابد. در چنین لحظاتی می تواند به یک عامل تعیین کننده در تکامل تبدیل شود. در طول دوره رکود، فراوانی آلل های خاص می تواند به طور چشمگیری و غیرقابل پیش بینی تغییر کند. از دست دادن برخی از آلل ها و کاهش شدید تنوع ژنتیکی جمعیت ها ممکن است رخ دهد. سپس، هنگامی که اندازه جمعیت شروع به افزایش می کند، جمعیت از نسلی به نسل دیگر، ساختار ژنتیکی را که در لحظه عبور از گلوگاه جمعیت ایجاد شده بود، بازتولید می کند. به عنوان مثال وضعیت یوزپلنگ - نمایندگان خانواده گربه است. دانشمندان کشف کرده اند که ساختار ژنتیکی تمام جمعیت های یوزپلنگ مدرن بسیار شبیه است. در عین حال، تنوع ژنتیکی در هر جمعیت بسیار کم است. این ویژگی‌های ساختار ژنتیکی جمعیت‌های یوزپلنگ را می‌توان توضیح داد اگر فرض کنیم که نسبتاً اخیر (یک دو صد سال پیش) این گونه از گلوگاه جمعیتی بسیار باریکی عبور کرده است و همه یوزپلنگ‌های امروزی از نوادگان چندین یوزپلنگ هستند (به گفته محققان آمریکایی، 7) افراد

اثر گلوگاهظاهراً نقش بسیار مهمی در تکامل جمعیت های انسانی داشته است. اجداد انسان مدرن در طول ده ها هزار سال در سراسر جهان گسترش یافته اند. در طول راه، بسیاری از جمعیت ها به طور کامل از بین رفتند. حتی آنهایی که زنده مانده بودند اغلب خود را در آستانه انقراض می دیدند. تعداد آنها به سطح بحرانی کاهش یافت. در طی عبور از گلوگاه جمعیت، فرکانس آلل در جمعیت های مختلف متفاوت بود. آلل های خاصی در برخی از جمعیت ها به طور کامل از بین رفته و در برخی دیگر ثابت شده اند. پس از بازسازی جمعیت ها، ساختار ژنتیکی تغییر یافته آنها از نسلی به نسل دیگر تکثیر شد. ظاهراً این فرآیندها توزیع موزاییکی برخی از آلل‌هایی را که امروزه در جمعیت‌های انسانی محلی مشاهده می‌کنیم، تعیین کرد. در زیر توزیع آلل آمده است که دربا توجه به سیستم گروه خونی AB0در مردم تفاوت‌های قابل توجه بین جمعیت‌های مدرن ممکن است منعکس‌کننده پیامدهای رانش ژنتیکی باشد که در دوران ماقبل تاریخ و با عبور جمعیت‌های اجدادی از گلوگاه جمعیت رخ داده است.

اثر بنیانگذارحیوانات و گیاهان، به عنوان یک قاعده، در مناطق نسبتاً کوچک برای گونه ها (جزایر، قاره های جدید) نفوذ می کنند. فراوانی آلل های خاص در چنین گروه هایی ممکن است به طور قابل توجهی با فراوانی این آلل ها در جمعیت های اصلی متفاوت باشد. استقرار در یک قلمرو جدید با افزایش تعداد مستعمره‌نشینان همراه است. جمعیت های متعددی که به وجود می آیند، ساختار ژنتیکی بنیانگذاران خود را بازتولید می کنند. ارنست مایر جانورشناس آمریکایی، یکی از بنیانگذاران نظریه ترکیبی تکامل، این پدیده را نامیده است. اثر بنیانگذار.

اثر بنیانگذار ظاهرا نقش اصلی را در شکل دادن به ساختار ژنتیکی گونه های جانوری و گیاهی ساکن جزایر آتشفشانی و مرجانی ایفا کرده است. همه این گونه ها از نسل گروه های بسیار کوچکی از بنیانگذاران هستند که به اندازه کافی خوش شانس بودند که به جزایر رسیدند. واضح است که این بنیان‌گذاران نمونه‌های بسیار کوچکی از جمعیت‌های والدین را نشان می‌دهند و فراوانی آللی در این نمونه‌ها می‌تواند بسیار متفاوت باشد. بیایید مثال فرضی خود را در مورد روباه ها به یاد بیاوریم، روباه هایی که در حال حرکت بر روی شناورهای یخ، به جزایر خالی از سکنه ختم شدند. در هر یک از جمعیت های دختر، فراوانی آلل به شدت با یکدیگر و از جمعیت والدین متفاوت بود. این اثر بنیانگذار است که تنوع شگفت انگیز جانوران و گیاهان اقیانوسی و فراوانی گونه های بومی در جزایر را توضیح می دهد. اثر بنیانگذار نیز نقش مهمی در تکامل جمعیت های انسانی داشته است. توجه داشته باشید که آلل که دردر میان سرخپوستان آمریکایی و بومیان استرالیایی کاملاً وجود ندارد. در این قاره ها گروه های کوچکی از مردم زندگی می کردند. به دلایل کاملاً تصادفی، در بین بنیانگذاران این جمعیت ها ممکن است یک ناقل الل وجود نداشته باشد. که در. به طور طبیعی، این آلل در جمعیت های مشتق شده وجود ندارد.

رانش ژنتیکی و ساعت مولکولی تکاملنتیجه نهایی رانش ژنتیکی حذف کامل یک آلل از جمعیت و تثبیت (تثبیت) آلل دیگر در آن است. هر چه یک آلل خاص در یک جمعیت بیشتر رخ دهد، احتمال تثبیت آن به دلیل رانش ژنتیکی بیشتر است. محاسبات نشان می دهد که احتمال تثبیت یک آلل خنثی برابر با فراوانی آن در جمعیت است.

هر آللی که در جمعیت ها مشاهده می کنیم زمانی در نتیجه جهش به وجود آمده است. جهش ها در فرکانس متوسط 10-5 در هر ژن در هر گامت در هر نسل رخ می دهد. بنابراین، هر چه جمعیت کوچکتر باشد، کمتر احتمال دارد که در هر نسل حداقل یک فرد از این جمعیت ناقل جهش جدید باشد. در یک جمعیت 100000 نفری، در هر نسل جدید یک آلل جهش یافته جدید با احتمال نزدیک به یک وجود خواهد داشت، اما فراوانی آن در جمعیت (1 در 200000 آلل) و در نتیجه احتمال تثبیت آن بسیار کم خواهد بود. . احتمال اینکه جهش یکسان در حداقل یک فرد از جمعیت 10 نفره در یک نسل اتفاق بیفتد ناچیز است، اما اگر چنین جهشی در این جمعیت رخ دهد، فراوانی آلل جهش یافته (1 در 20 آلل) و احتمال تثبیت آن نسبتاً زیاد خواهد بود.

جمعیت های بزرگ مدت زیادی برای وقوع جهش یک آلل جدید "منتظر" نمی مانند، بلکه آن را برای مدت طولانی ثابت می کنند، و جمعیت های کوچک برای مدت زمان طولانی "منتظر" می شوند تا یک جهش ایجاد شود، اما پس از به وجود آمدن آن، آن را اصلاح می کنند. را می توان به سرعت رفع کرد. این منجر به یک نتیجه به ظاهر متناقض می شود: احتمال تثبیت آلل های خنثی فقط به فراوانی وقوع جهش آنها بستگی دارد و به اندازه جمعیت بستگی ندارد.

از آنجایی که فراوانی جهش های خنثی در گونه های مختلف تقریباً یکسان است، سرعت تثبیت این جهش ها باید تقریباً یکسان باشد. نتیجه این است که تعداد جهش های انباشته شده در یک ژن باید متناسب با زمان تکامل مستقل این گونه ها باشد. به عبارت دیگر، هر چه زمان بیشتری از جدایی دو گونه از یک گونه پیشرفته مشترک می گذرد، جانشینی های جهشی خنثی این گونه ها را متمایز می کند. بر اساس این اصل روش "ساعت مولکولی تکامل" - تعیین زمانی که از لحظه ای که اجداد گروه های مختلف سیستماتیک شروع به تکامل مستقل از یکدیگر کردند گذشته است.

محققان آمریکایی E. Zukurkendl و L. Polling برای اولین بار کشف کردند که تعداد تفاوت در توالی اسیدهای آمینه در هموگلوبین و سیتوکروم وجود دارد. بادر گونه های مختلف پستانداران، هرچه مسیرهای تکاملی آنها زودتر از هم جدا شود، بیشتر می شود. پس از آن، این الگو بر روی یک ماده آزمایشی عظیم، شامل ده‌ها ژن مختلف و صدها گونه از حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم‌ها تأیید شد. معلوم شد که ساعت مولکولی، همانطور که از تئوری رانش ژنتیکی بر می آید، با سرعت ثابتی کار می کند. کالیبراسیون ساعت مولکولی بر اساس ژن به ژن انجام می شود، زیرا ژن های مختلف ممکن است در فراوانی وقوع جهش های خنثی متفاوت باشند. برای انجام این کار، ما تعداد جایگزین‌های انباشته‌شده در یک ژن خاص را در نمایندگان گونه‌هایی که زمان واگرایی آن‌ها به طور قابل اعتماد بر اساس داده‌های دیرینه‌شناسی ایجاد شده است، تخمین می‌زنیم. زمانی که ساعت‌های مولکولی کالیبره شدند، می‌توان از آن‌ها برای اندازه‌گیری زمان‌های واگرایی بین گونه‌های مختلف استفاده کرد، حتی زمانی که جد مشترک آنها هنوز در پرونده‌های فسیلی شناسایی نشده باشد.

تکامل فرآیند توسعه تاریخی جهان ارگانیک است. تکامل تحت تأثیر عوامل محرک رخ می دهد که اصلی ترین آنها انتخاب طبیعی است.

در فرآیند تکامل رخ می دهد (نتایج تکامل):

تغییر، عارضه موجودات.
ظهور گونه های جدید(افزایش تعداد [تنوع] گونه ها).
سازگاری موجوداتبه شرایط محیطی (شرایط زندگی)، به عنوان مثال:

مقاومت آفات در برابر آفت کش ها،
مقاومت گیاهان بیابانی به خشکی،
سازگاری گیاهان با گرده افشانی توسط حشرات،
رنگ آمیزی هشدار دهنده (روشن) در حیوانات سمی،
تقلید (تقلید از یک حیوان غیر خطرناک توسط یک حیوان خطرناک)،
رنگ و شکل محافظ (ناپیدا بودن در برابر پس زمینه).

همه تناسب اندام نسبی است، یعنی بدن را فقط با یک شرایط خاص سازگار می کند. هنگامی که شرایط تغییر می کند، تناسب اندام می تواند بی فایده یا حتی مضر شود (پریدگی تیره در توس از نظر زیست محیطی تمیز).

جمعیت - واحد تکامل

جمعیت مجموعه ای از افراد یک گونه است که برای مدت طولانی در یک قسمت معین از محدوده زندگی می کنند (ساختاری ابتدایی واحد نوع).

درون یک جمعیت عبور آزاد، آمیختگی بین جمعیت ها محدود است (انزوا).

جمعیت های یک گونه کمی با یکدیگر متفاوت هستند زیرا انتخاب طبیعی هر جمعیت را با شرایط خاص محدوده خود تطبیق می دهد (جمعیت - واحد تکامل).

تکامل خرد و تکامل کلان

تکامل خرد- اینها تغییراتی هستند که تحت تأثیر نیروهای محرک تکامل در جمعیت ها رخ می دهند. در نهایت منجر به ظهور یک گونه جدید می شود.

تکامل کلان- این فرآیند تشکیل واحدهای سیستماتیک بزرگ، گونه های فوق گونه ای - جنس ها، خانواده ها و بالاتر است.

اطلاعات بیشتر: مبارزه برای وجود و انتخاب طبیعی، گونه‌ها، معیارهای گونه‌ها، جمعیت - واگرایی - جداسازی - گونه‌زایی، جهت‌های اصلی تکامل، شواهد تشریحی مقایسه‌ای تکامل
بخش 2 تکالیف: نظریه تکامل، جمعیت، تناسب اندام

تست ها و تکالیف

بین ویژگی‌های یک سیستم بیولوژیکی و سیستمی که این ویژگی‌ها برای آن مشخص است مطابقت برقرار کنید: 1) جمعیت، 2) گونه‌ها. اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) واحد ابتدایی تکامل مطابق با STE
ب) ممکن است نمایندگان به دلیل انزوا هرگز ملاقات نکنند
ج) احتمال آمیختگی بین اعضای گروه حداکثر محتمل است
د) به گروه های کوچکتر و جداگانه تقسیم می شود
د) ناحیه توزیع می تواند چندین قاره را پوشش دهد

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. ظهور سازگاری گونه ها با محیط خود نتیجه آن است
1) ظاهر تغییرات تغییر می کند
2) تعامل عوامل تکاملی
3) عوارض سازمان آنها
4) پیشرفت بیولوژیکی

بین ویژگی تکامل و ویژگی آن مطابقت برقرار کنید: 1) عامل، 2) نتیجه
الف) انتخاب طبیعی
ب) سازگاری موجودات با محیط
ب) تشکیل گونه های جدید
د) تنوع ترکیبی
د) حفظ گونه ها در شرایط پایدار
ه) مبارزه برای هستی

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. نتیجه تکامل کلان گیاهی، ظهور جدید است
1) انواع
2) بخش ها
3) جمعیت ها
4) انواع

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. واحد تکاملی ابتدایی در نظر گرفته شده است
1) مشاهده
2) ژنوم
3) جمعیت
4) ژنوتیپ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. تکامل کلان یک تغییر تاریخی است
1) بیوسنوزها
2) جمعیت ها
3) گونه های فوق گونه ای
4) انواع

بین ویژگی‌های فرآیند تکاملی و سطح تکاملی که در آن رخ می‌دهد مطابقت ایجاد کنید: 1) تکامل خرد، 2) تکامل کلان. اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) گونه های جدید تشکیل می شوند
ب) گونه های فوق گونه ای تشکیل می شوند
ج) استخر ژنی جمعیت تغییر می کند
د) پیشرفت از طریق تطبیق‌های شخصی حاصل می‌شود
د) پیشرفت از طریق آرومورفوز یا دژنراسیون حاصل می شود

متن را بخوان. سه عبارت درست را انتخاب کنید. اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
(1) فرآیند تکاملی از تکامل کلان و تکامل خرد تشکیل شده است. (2) تکامل خرد در سطح جمعیت-گونه رخ می دهد. (3) عامل هدایت کننده تکامل، مبارزه برای هستی است. (4) واحد ابتدایی تکامل کلاس است. (5) اشکال اصلی انتخاب طبیعی عبارتند از: راندن، تثبیت و شکستن.

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. را نمی توان نتیجه تکامل موجودات دانست
1) سازگاری موجودات با محیط خود
2) تنوع دنیای ارگانیک
3) تنوع ارثی
4) تشکیل گونه های جدید

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. نتایج تکامل شامل
1) تنوع موجودات
2) وراثت
3) سازگاری با شرایط محیطی
4) انتخاب طبیعی تغییرات ارثی

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. آرایش لایه ای سیستم های ریشه درختان در جنگل وسیله ای است که تحت تأثیر شکل گرفته است
1) متابولیسم
2) گردش مواد
3) نیروهای محرکه تکامل
4) خود تنظیمی

سه ماده از نظریه ترکیبی تکامل را انتخاب کنید.
1) واحد تکامل - جمعیت
2) واحد تکامل - گونه
3) عوامل تکامل - تنوع جهش، رانش ژنتیکی، امواج جمعیت
4) عوامل تکامل - وراثت، تنوع، مبارزه برای وجود
5) اشکال انتخاب طبیعی - رانندگی و جنسی
6) اشکال انتخاب طبیعی - محرک، تثبیت کننده، مخرب

متن را بخوان. سه جمله را انتخاب کنید که نمونه هایی از تقلید در طبیعت را توصیف کند. اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
(1) پرندگان ماده که روی زمین لانه می کنند عملاً با پس زمینه عمومی منطقه ترکیب می شوند. (2) تخم ها و جوجه های این گونه پرندگان نیز نامرئی هستند. (3) بسیاری از مارهای غیر سمی بسیار شبیه به مارهای سمی هستند. (4) تعدادی از حشرات گزنده یا حشرات دارای غدد سمی رنگ های روشنی ایجاد می کنند که هر کسی را از امتحان کردن آنها منصرف می کند. (5) زنبورها و مقلدهای آنها، مگس‌های هوا، برای پرندگان حشره‌خوار جذابیتی ندارند. (6) برخی از پروانه ها طرحی بر روی بال های خود دارند که شبیه چشم های یک شکارچی است.

متن را بخوان. سه جمله را انتخاب کنید که نمونه هایی از رنگ های محافظ در طبیعت را توصیف می کند. اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
(1) پرندگان ماده که روی زمین لانه می کنند عملاً با پس زمینه عمومی منطقه ترکیب می شوند و تخم ها و جوجه های آنها نیز نامرئی هستند. (2) شباهت به اشیاء در محیط همچنین به بسیاری از حیوانات اجازه می دهد تا از برخورد با شکارچیان اجتناب کنند. (3) تعدادی از حشرات گزنده یا حشرات با غدد سمی رنگ های روشنی ایجاد می کنند که هر کسی را از امتحان کردن آنها منصرف می کند. (4) در مناطق شمال دور، رنگ سفید در میان حیوانات بسیار رایج است. (5) برخی از پروانه ها طرحی بر روی بال های خود دارند که شبیه چشم های یک شکارچی است. (6) در برخی از حیوانات، رنگ آمیزی خالدار از تناوب نور و سایه در طبیعت اطراف تقلید می کند و آنها را در بیشه های متراکم کمتر به چشم می آورد.

به تصویر پروانه توس نگاه کنید و (الف) نوع انطباق، (ب) شکل انتخاب طبیعی، و (ج) جهت تکامل که منجر به تشکیل دو شکل پروانه شد را تعیین کنید. سه عدد (تعداد عبارت از لیست پیشنهادی) را به ترتیب صحیح بنویسید.
1) سازگاری
2) تقلید
3) همگرایی
4) رانندگی
5) آرومورفوزیس
6) مبدل کردن
7) تثبیت کننده

طرحی را که اندام جلویی پستانداران مختلف را نشان می دهد در نظر بگیرید و (الف) جهت تکامل، (ب) مکانیسم تحول تکاملی، (ج) شکل انتخاب طبیعی که منجر به تشکیل چنین اندام هایی شد را تعیین کنید. برای هر حرف، عبارت مربوطه را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) آرومورفوزیس
2) تثبیت کننده
3) انحطاط عمومی
4) واگرایی
5) رانندگی
6) تطبیق اصطلاحی
7) رگرسیون مورفوفیزیولوژیک
8) همگرایی

به تصویر یک اسب دریایی نگاه کنید و (الف) نوع سازگاری، (ب) شکل انتخاب طبیعی و (ج) مسیر تکاملی که منجر به شکل گیری چنین سازگاری در این حیوان شد را شناسایی کنید. برای هر حرف، عبارت مربوطه را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) پاره شدن
2) مبدل کردن
3) تطبیق اصطلاحی
4) تکه تکه کردن رنگ
5) موازی سازی
6) تقلید
7) رانندگی

به تصویر مرغ مگس خوار و مورچه خوار نگاه کنید و (الف) نوع انطباق، (ب) شکل انتخاب طبیعی و (ج) مسیر تکاملی که منجر به شکل گیری چنین سازگاری هایی شد را شناسایی کنید. برای هر حرف، عبارت مربوطه را از لیست ارائه شده انتخاب کنید.
1) رانندگی
2) مخل
3) انحطاط
4) سازگاری
5) واگرایی
6) تخصص
7) دوشکلی جنسی

از بین پنج پاسخ، دو پاسخ صحیح را انتخاب کنید و اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید. چه فرآیندهایی در سطح جمعیت رخ می دهد؟
1) آنتوژنز
2) واگرایی
3) جنین زایی
4) آرومورفوزیس
5) عبور آزاد

آشکارساز Adblock

رانش ژنتیکی به عنوان یک عامل تکامل

از آنجایی که رانش ژنتیکی فرآیندی بدون جهت است، همزمان با کاهش تنوع در جمعیت ها، تفاوت بین جمعیت های محلی را افزایش می دهد. مهاجرت با این امر مقابله می کند. اگر آلل A در یک جمعیت ثابت و آلل a در جمعیت دیگر ثابت باشد، مهاجرت افراد بین این جمعیت ها منجر به این واقعیت می شود که تنوع آللی دوباره در هر دو جمعیت ایجاد می شود.

به نظر می رسد اثر گلوگاه نقش بسیار مهمی در تکامل جمعیت های انسانی داشته است. اجداد انسان مدرن در طول ده ها هزار سال در سراسر جهان گسترش یافته اند. در طول راه، بسیاری از جمعیت ها به طور کامل از بین رفتند. حتی آنهایی که زنده مانده بودند اغلب خود را در آستانه انقراض می دیدند. تعداد آنها به سطح بحرانی کاهش یافت. در طی عبور از گلوگاه جمعیت، فرکانس آلل در جمعیت های مختلف متفاوت بود. آلل های خاصی در برخی از جمعیت ها به طور کامل از بین رفته و در برخی دیگر ثابت شده اند. پس از بازسازی جمعیت ها، ساختار ژنتیکی تغییر یافته آنها از نسلی به نسل دیگر تکثیر شد. ظاهراً این فرآیندها توزیع موزاییکی برخی از آلل‌هایی را که امروزه در جمعیت‌های انسانی محلی مشاهده می‌کنیم، تعیین کرد. در زیر توزیع آلل B بر اساس سیستم گروه خونی AB0 در انسان آورده شده است. تفاوت‌های قابل توجه بین جمعیت‌های مدرن ممکن است منعکس‌کننده پیامدهای رانش ژنتیکی باشد که در دوران ماقبل تاریخ و با عبور جمعیت‌های اجدادی از گلوگاه جمعیت رخ داده است.

اثر بنیانگذار ظاهرا نقش اصلی را در شکل دادن به ساختار ژنتیکی گونه های جانوری و گیاهی ساکن جزایر آتشفشانی و مرجانی ایفا کرده است. همه این گونه ها از نسل گروه های بسیار کوچکی از بنیانگذاران هستند که به اندازه کافی خوش شانس بودند که به جزایر رسیدند. واضح است که این بنیان‌گذاران نمونه‌های بسیار کوچکی از جمعیت‌های والدین را نشان می‌دهند و فراوانی آللی در این نمونه‌ها می‌تواند بسیار متفاوت باشد. بیایید مثال فرضی خود را در مورد روباه ها به یاد بیاوریم، روباه هایی که در حال حرکت بر روی شناورهای یخ، به جزایر خالی از سکنه ختم شدند. در هر یک از جمعیت های دختر، فراوانی آلل به شدت با یکدیگر و از جمعیت والدین متفاوت بود. این اثر بنیانگذار است که تنوع شگفت انگیز جانوران و گیاهان اقیانوسی و فراوانی گونه های بومی در جزایر را توضیح می دهد. اثر بنیانگذار نیز نقش مهمی در تکامل جمعیت های انسانی داشته است. لطفاً توجه داشته باشید که آلل B در سرخپوستان آمریکایی و بومیان استرالیایی به طور کامل وجود ندارد. در این قاره ها گروه های کوچکی از مردم زندگی می کردند. به دلایل کاملاً تصادفی، در بین بنیانگذاران این جمعیت ها ممکن است یک ناقل الل B وجود نداشته باشد، طبیعتاً این آلل در جمعیت های مشتق شده وجود ندارد.

رانش ژنتیکی و ساعت مولکولی تکاملنتیجه نهایی رانش ژنتیکی حذف کامل یک آلل از جمعیت و تثبیت (تثبیت) آلل دیگر در آن است. هر چه یک آلل خاص در یک جمعیت بیشتر رخ دهد، احتمال تثبیت آن به دلیل رانش ژنتیکی بیشتر است. محاسبات نشان می دهد که احتمال تثبیت یک آلل خنثی برابر با فراوانی آن در جمعیت است.

هر آللی که در جمعیت ها مشاهده می کنیم زمانی در نتیجه جهش به وجود آمده است. جهش ها با فرکانس متوسط 10-5 در هر ژن در هر گامت در هر نسل رخ می دهد. بنابراین، هر چه جمعیت کوچکتر باشد، کمتر احتمال دارد که در هر نسل حداقل یک فرد از این جمعیت ناقل جهش جدید باشد. در یک جمعیت 100000 نفری، در هر نسل جدید یک آلل جهش یافته جدید با احتمال نزدیک به یک وجود خواهد داشت، اما فراوانی آن در جمعیت (1 در 200000 آلل) و در نتیجه احتمال تثبیت آن بسیار کم خواهد بود. . احتمال اینکه جهش یکسان در حداقل یک فرد از جمعیت 10 نفره در یک نسل اتفاق بیفتد ناچیز است، اما اگر چنین جهشی در این جمعیت رخ دهد، فراوانی آلل جهش یافته (1 در 20 آلل) و احتمال تثبیت آن نسبتاً زیاد خواهد بود.

جمعیت های بزرگ مدت زیادی برای وقوع جهش یک آلل جدید "منتظر" نمی مانند، بلکه آن را برای مدت طولانی ثابت می کنند، و جمعیت های کوچک برای مدت زمان طولانی "منتظر" می شوند تا یک جهش ایجاد شود، اما پس از به وجود آمدن آن، آن را اصلاح می کنند. را می توان به سرعت رفع کرد. این منجر به نتیجه‌ای می‌شود که در نگاه اول متناقض است: احتمال تثبیت آلل‌های خنثی فقط به فراوانی وقوع جهش آنها بستگی دارد و به اندازه جمعیت بستگی ندارد.

روش "ساعت مولکولی تکامل" بر اساس این اصل است - تعیین زمانی که از لحظه ای که اجداد گروه های مختلف سیستماتیک شروع به تکامل مستقل از یکدیگر کردند می گذرد.

محققان آمریکایی E. Zukurkendl و L. Polling اولین کسانی بودند که کشف کردند هرچه مسیرهای تکاملی آنها زودتر از هم جدا شود، تعداد تفاوت‌ها در توالی اسید آمینه در هموگلوبین و سیتوکروم c در گونه‌های مختلف پستانداران بیشتر می‌شود. پس از آن، این الگو بر روی یک ماده آزمایشی عظیم، شامل ده‌ها ژن مختلف و صدها گونه از حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم‌ها تأیید شد. معلوم شد که ساعت مولکولی، همانطور که از تئوری رانش ژنتیکی بر می آید، با سرعت ثابتی کار می کند. کالیبراسیون ساعت مولکولی بر اساس ژن به ژن انجام می شود، زیرا ژن های مختلف ممکن است در فراوانی وقوع جهش های خنثی متفاوت باشند. برای انجام این کار، ما تعداد جایگزین‌های انباشته‌شده در یک ژن خاص را در نمایندگان گونه‌هایی که زمان واگرایی آن‌ها به طور قابل اعتماد بر اساس داده‌های دیرینه‌شناسی ایجاد شده است، تخمین می‌زنیم. زمانی که ساعت‌های مولکولی کالیبره شدند، می‌توان از آن‌ها برای اندازه‌گیری زمان‌های واگرایی بین گونه‌های مختلف استفاده کرد، حتی زمانی که جد مشترک آنها هنوز در پرونده‌های فسیلی شناسایی نشده باشد.

رانش ژنتیکی چیست؟ به طور خلاصه

رانش ژنتیکی یکی از نیروهای محرکه تکامل است.

این فرآیندی است که طی آن صفات خاصی به طور تصادفی در یک جمعیت ظاهر می‌شوند یا ناپدید می‌شوند، زیرا ارگانیسم‌هایی با آن صفات بیشترین فرزندان را تولید می‌کنند یا اصلاً تولید مثل نمی‌کنند.

رانش ژنتیکی می تواند تنوع ژنتیکی را در جمعیت های کوچک کاهش دهد. به عنوان مثال، اگر تنها دو فرد در یک جمعیت ده حیوانی دارای یک نوع ژن خاص باشند و فرزندی تولید نکنند، آن گونه از جمعیت ناپدید خواهد شد.

نوع خاصی از رانش ژنتیکی "اثر بنیانگذار" است که زمانی رخ می دهد که تعداد کمی از افراد از جمعیت اصلی جدا شوند. به عنوان مثال، در پایان قرن 18، پس از طوفان در جزیره Pinjelap در میکرونزی، تنها 20 نفر زنده ماندند که سرنوشت نسل های آینده به آنها بستگی دارد. امروزه 5 تا 10 درصد از جمعیت جزیره از کوررنگی رنج می برند که در جاهای دیگر بسیار نادر است. ظاهراً یکی از نجات یافتگان طوفان ناقل ژن مغلوب این بیماری بوده است.

GENE DRIFT، رانش ژنتیکی (از هلندی drijven - رانندگی کردن، شنا کردن)، نوسانات تصادفی در فراوانی آلل های ژن در تعدادی از نسل های یک جمعیت با تعداد محدود. رانش ژنتیکی در سال 1931 به طور همزمان و مستقل توسط S. Wright که این اصطلاح را مطرح کرد و توسط ژنتیک‌دانان روسی D. D. Romashov و N. P. Dubinin که چنین نوسان‌هایی را «فرایندهای ژنتیکی-خودکار» نامیدند، ایجاد شد. دلیل رانش ژنتیکی ماهیت احتمالی فرآیند لقاح در پس زمینه تعداد محدودی از فرزندان است. بزرگی نوسانات فراوانی آللی در هر نسل با تعداد افراد جمعیت نسبت معکوس دارد و با حاصلضرب فراوانی آللی ژن نسبت مستقیم دارد. چنین پارامترهایی از رانش ژنتیکی باید از نظر تئوری منجر به حفظ تنها یکی از 2 یا چند آلل یک ژن در مخزن ژن شوند و اینکه کدام یک از آنها حفظ خواهد شد یک رویداد احتمالی است. رانش ژنتیکی، به عنوان یک قاعده، سطح تنوع ژنتیکی را کاهش می دهد و در جمعیت های کوچک منجر به هموزیگوسیتی همه افراد برای یک آلل می شود. سرعت این فرآیند بیشتر است، هر چه تعداد افراد در جمعیت کمتر باشد. اثر رانش ژنتیکی، مدل‌سازی شده روی رایانه، هم به‌صورت تجربی و هم در شرایط طبیعی در بسیاری از گونه‌های موجودات از جمله انسان تأیید شده است. به عنوان مثال، در کوچکترین جمعیت اسکیموهای گرینلند (حدود 400 نفر)، اکثریت مطلق نمایندگان دارای گروه خونی 0 (I) هستند، یعنی برای آلل I0 هموزیگوت هستند، که تقریباً آلل های دیگر را "جابجا کرده است". در 2 جمعیت با تعداد بسیار بیشتر، تمام آلل های ژن (I0، IA و IB) و همه گروه های خونی سیستم ABO با فراوانی قابل توجهی نشان داده می شوند. رانش ژنتیکی در جمعیت های دائمی کوچک اغلب منجر به انقراض آنها می شود که دلیل وجود نسبتاً کوتاه مدت دم ها است. در نتیجه کاهش ذخیره تنوع، چنین جمعیت هایی با تغییر شرایط محیطی در وضعیت نامطلوبی قرار می گیرند. این نه تنها به دلیل سطح پایین تنوع ژنتیکی است، بلکه به دلیل وجود آلل های نامطلوب است که دائماً در نتیجه جهش ایجاد می شود. کاهش در تنوع جمعیت های فردی به دلیل رانش ژنتیکی می تواند تا حدی در سطح گونه به عنوان یک کل جبران شود. از آنجایی که آلل‌های مختلف در جمعیت‌های مختلف ثابت می‌شوند، مخزن ژنی گونه‌ها حتی در سطح پایین هتروزیگوسیتی در هر جمعیت متنوع باقی می‌ماند. علاوه بر این، در جمعیت‌های کوچک، آلل‌هایی با ارزش تطبیقی پایین قابل تثبیت هستند که با تغییر محیط، سازگاری با شرایط جدید وجود را تعیین می‌کند و حفظ گونه را تضمین می‌کند. به طور کلی، رانش ژنتیکی یک عامل تکاملی ابتدایی است که باعث تغییرات طولانی مدت و جهت دار در مخزن ژن می شود، اگرچه به خودی خود ماهیت تطبیقی ندارد.

تغییرات تصادفی در بسامدهای آللی نیز در طی یک بار کاهش شدید اندازه جمعیت (در نتیجه رویدادهای فاجعه بار یا مهاجرت بخشی از جمعیت) رخ می دهد. این رانش ژنتیکی نیست و از آن به عنوان اثر گلوگاه یا اثر بنیانگذار یاد می شود. در انسان، چنین اثراتی زمینه ساز افزایش بروز برخی بیماری های ارثی در برخی از جمعیت ها و گروه های قومی است.

تبلیغات

متن: کایدانوف L.Z. ژنتیک جمعیت م.، 1996.

V. S. Mikheev.

رانش ژن -این تغییر در فراوانی ژن ها و ژنوتیپ های یک جمعیت است که به دلیل عملکرد عوامل تصادفی رخ می دهد. این پدیده ها مستقل از یکدیگر رخ می دهند. این پدیده ها توسط دانشمند انگلیسی فیشر و رایت آمریکایی کشف شد. دوبینین و روماشوف ژنتیک دانان داخلی این مفهوم را معرفی کردند فرآیند ژنتیکی خودکاراین فرآیندی است که در نتیجه اتفاق می افتد رانش ژنتیکیفرکانس یک آلل ممکن است نوسان داشته باشد، یا آلل ممکن است در یک جمعیت ایجاد شود یا از مخزن ژنی جمعیت ناپدید شود.

این پدیده توسط رایت تا حدودی مورد مطالعه قرار گرفت. او این را نشان داد رانش ژنتیکی به 4 عامل وابسته است:

1. اندازه جمعیت

2. فشار جهش

3. جریان ژن

مقدار انتخابی این آلل

هر چه جمعیت بزرگتر باشد، رانش ژنتیکی مؤثرتر است. در جمعیت های بزرگ انتخاب موثر است.

هرچه فشار جهش بیشتر باشد، جهش‌ها فراوان‌تر هستند، رانش ژنتیکی مؤثرتر است.

جریان ژن تبادل ژن بین جمعیت های همسایه است. هرچه جریان ژن بیشتر باشد، تبادل مهاجر بیشتر باشد، رانش ژنتیکی مؤثرتر است.

هر چه مقدار انتخابی آلل بیشتر باشد، رانش ژنتیکی مؤثرتر است.

اثربخشی رانش ژنتیکی به‌عنوان یک عامل تکامل زمانی آشکارتر می‌شود که جمعیت از موقعیت‌های جدا شده کوچکی بین این مستعمرات تشکیل شده باشد.

وقتی جمعیتی تعداد زیادی داشته باشد، به طور دوره ای این جمعیت به شدت از تعداد آن کاسته می شود و می میرد. تعداد زیادی از افراد و یک جمعیت جدید در حال ظهور به دلیل تعداد کمی از افراد بازمانده تشکیل می شود، یعنی. اثر تنگنا (تجلی به عنوان "اصل بنیانگذار"). (Mlter).

به عنوان مثال، در برخی مناطق جمعیت مادری زیادی وجود دارد که از نظر ژنتیکی متنوع هستند. چندین نفر از افراد آن به طور تصادفی از جمعیت مادری جدا شدند. آن حیواناتی که منزوی هستند، آنها را نمایندگی نمی کنند نمونه، یعنی ناقل تمام ژن هایی که جمعیت مادری دارند نیستند. مخزن ژنی این افراد (افراد جدید)، جدا شده، تصادفی و فقیرانه است.

اگر شرایط در یک منطقه جدا شده مساعد باشد، همخونی بین افراد و هموزیگوت ها برای صفات خاص رخ می دهد. این جمعیت دختر تازه تشکیل شده با جمعیت مادر اصلی متفاوت خواهد بود. مخزن ژنی آن به‌ویژه در افرادی که این جمعیت را پایه‌گذاری کرده‌اند، به‌طور ژنتیکی مشخص می‌شود.

رانش ژنتیکی به عنوان یک عامل تکاملی در مراحل مختلف پیدایش یک جمعیت، زمانی که اندازه جمعیت زیاد نیست، از اهمیت بالایی برخوردار است.

نمونه ای از رانش ژنتیکیدر میان کارآفرینان آمریکایی اغلب افرادی با سندرم مورفانآنها را می توان به راحتی از روی ظاهرشان شناسایی کرد (قد بلند، بریده بریده، تنه کوتاه، از نظر بدنی قوی). ویژگی های بدن نتیجه رانش ژنتیکی است. مسافران کشتی که به آمریکا می رسیدند یکی داشتند و گسترش این ویژگی ها به لطف افرادی از قبیله اسکیموهای قطبی (شمال) در شمال گرینلند رخ داد. 270 نفر نسل ها در انزوا قرار گرفته اند. در نتیجه تغییراتی در فراوانی آلل هایی که گروه خونی را تعیین می کنند، رخ داد.

رانش ژنتیکی به عنوان مثال

مکانیسم رانش ژنتیکی را می توان با یک مثال کوچک نشان داد. بیایید یک کلونی بسیار بزرگ از باکتری را تصور کنیم که در یک قطره محلول جدا شده است. باکتری ها از نظر ژنتیکی یکسان هستند به جز یک ژن با دو آلل آو ب. آلل آدر نیمی از باکتری ها، آلل وجود دارد ب- از دیگری بنابراین، فرکانس آلل آو ببرابر با 1/2. آو ب- آلل های خنثی، آنها بر بقا یا تولید مثل باکتری ها تأثیری ندارند. بنابراین، تمام باکتری های موجود در کلنی شانس یکسانی برای زنده ماندن و تولید مثل دارند.

سپس اندازه قطره را کم می کنیم تا فقط برای 4 باکتری غذا کافی باشد. بقیه بدون تولید مثل می میرند. در میان چهار بازمانده، 16 ترکیب آلل ممکن وجود دارد آو ب:

(الف-الف-الف)، (ب-الف-الف)، (الف-ب-الف)، (ب-ب-الف)،
(الف-الف-ب-الف)، (ب-الف-ب-الف)، (الف-ب-ب-الف)، (ب-ب-ب-الف)،
(الف-الف-ب)، (ب-الف-الف-ب)، (الف-ب-الف-ب)، (ب-ب-ا-ب)،
(الف-الف-ب-ب)، (ب-الف-ب-ب)، (الف-ب-ب-ب)، (ب-ب-ب-ب).

احتمال هر ترکیب

جایی که 1/2 (احتمال آللی آیا ببرای هر باکتری زنده مانده) 4 برابر (اندازه کل جمعیت حاصل از باکتری های باقی مانده) ضرب می شود.

اگر گزینه ها را بر اساس تعداد آلل ها گروه بندی کنید، جدول زیر به دست می آید:

همانطور که از جدول مشخص است، در شش نوع از 16 نوع کلنی تعداد آلل یکسانی خواهد داشت. آو ب. احتمال چنین رویدادی 6/16 است. احتمال همه گزینه های دیگر، که در آن تعداد آلل آو ببه طور نابرابر کمی بالاتر و به 10/16 می رسد.

رانش ژنتیکی زمانی اتفاق می‌افتد که فراوانی آلل در یک جمعیت به دلیل رویدادهای تصادفی تغییر می‌کند. در این مثال، جمعیت باکتری به 4 بازمانده کاهش یافته است (اثر گلوگاه). در ابتدا کلنی فرکانس آللی یکسانی داشت آو ب، اما احتمال تغییر فرکانس ها (کلنی دچار رانش ژنتیکی می شود) بیشتر از احتمال ثابت ماندن فرکانس های آللی اصلی است. همچنین احتمال زیاد (2/16) وجود دارد که در نتیجه رانش ژنتیکی، یک آلل به طور کامل از بین برود.

اثبات تجربی توسط S. Wright

S. Wright به طور تجربی ثابت کرد که در جمعیت های کوچک فراوانی آلل جهش یافته به سرعت و به طور تصادفی تغییر می کند. آزمایش او ساده بود: او دو ماده و دو مگس نر مگس مگس سرکه هتروزیگوت برای ژن A را در لوله های آزمایش با غذا قرار داد (ژنوتیپ آنها را می توان Aa نوشت). در این جمعیت های ایجاد شده مصنوعی، غلظت آلل های نرمال (A) و جهش (a) 50 درصد بود. پس از چندین نسل مشخص شد که در برخی از جمعیت ها همه افراد برای آلل جهش یافته (a) هموزیگوت شدند، در سایر جمعیت ها کاملاً از بین رفت و در نهایت برخی از جمعیت ها دارای هر دو آلل طبیعی و جهش یافته بودند. تاکید بر این نکته حائز اهمیت است که علیرغم کاهش قابلیت زنده ماندن افراد جهش یافته و در نتیجه بر خلاف انتخاب طبیعی، در برخی از جمعیت ها آلل جهش یافته به طور کامل جایگزین آلل طبیعی شده است. این نتیجه یک فرآیند تصادفی است - رانش ژنتیکی.

ادبیات

Vorontsov N.N.، Sukhorukova L.N.تکامل دنیای ارگانیک. - م.: ناوکا، 1996. - ص 93-96. - شابک 5-02-006043-7
گرین ان.، استوت دبلیو.، تیلور دی.زیست شناسی. در 3 جلد. جلد 2. - م.: میر، 1375. - ص 287-288. - شابک 5-03-001602-3

همچنین ببینید

یادداشت

بنیاد ویکی مدیا 2010.

در فرهنگ لغت های دیگر ببینید که "جنبش ژنتیکی" چیست:

فرآیندهای ژنتیکی-اتوماتیک، تغییرات در فراوانی ژن ها در یک جمعیت در طی چندین نسل تحت تأثیر عوامل تصادفی (تصادفی) که معمولاً منجر به کاهش وراثت و تنوع جمعیت می شود. نایب، به وضوح خود را زمانی نشان می دهد که... ... فرهنگ لغت دایره المعارف زیستی

رانش ژنتیکی را ببینید. فرهنگ لغت دایره المعارف زیست محیطی. کیشینو: تحریریه اصلی دایره المعارف شوروی مولداوی. I.I. ددو. 1989 ... فرهنگ لغت زیست محیطی

رانش ژنتیکی- تغییر فرکانس های ژنی در جمعیت کوچک بر اساس اصل نمونه گیری تصادفی موضوعات بیوتکنولوژی EN رانش ژنتیکی ... راهنمای مترجم فنی

رانش ژنتیکی روند ژنتیکی خودکار را ببینید. (منبع: "فرهنگ توضیحی انگلیسی-روسی اصطلاحات ژنتیکی". Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moscow: Publishing House VNIRO, 1995) ... زیست شناسی مولکولی و ژنتیک. فرهنگ لغت.

رانش ژنتیکی- genų dreifas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Atsitiktinis populiacijos genetinės sandaros pakitimas. atitikmenys: انگلیسی. رانش ژنتیکی rus رانش ژنتیکی؛ رانش ژنتیکی ... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

رانش ژنتیکی را ببینید... فرهنگ لغت بزرگ پزشکی

فرآیندهایی که تغییرات فراوانی ژن ها یا فراوانی اشکال جهش یافته را در جمعیت ها تعیین می کنند. این اصطلاح توسط ژنتیک آمریکایی S. Wright (1931) پیشنهاد شد. همانند فرآیندهای خودکار ژنتیکی ... دایره المعارف بزرگ شوروی

رانش ژنتیکی- تغییرات تصادفی (تصادفی) در فرکانس ژن در چند نسل، که در جمعیت های کوچک در نتیجه خطا در نمونه برداری از گامت ها در طول تلاقی رخ می دهد. انسان شناسی فیزیکی. فرهنگ لغت توضیحی مصور.

رانش ژنتیکی- - فرآیندهای ژنتیکی خودکار - پدیده تغییرات غیر جهت دار در فراوانی انواع آللی ژن ها در یک جمعیت، به دلایل آماری تصادفی... فرهنگ لغت روان شناسی

به معنای حرکت آهسته و مداوم چیزی است. به طور خاص: رانش شناور: جابجایی (رانش) یک کشتی از خط مسیر تحت تأثیر باد. دریفت با زاویه بین خط مسیر و خط مسیر واقعی برای اندازه گیری این مقدار مشخص می شود

کتاب ها

زیست شناسی. 9 11 درجه سازنده بیولوژیکی 3. 0. مجموعه تعامل. مدل ها. استاندارد آموزشی ایالتی فدرال (CDpc)، Vabishchevich A.P.، این مجموعه شامل 80 آزمایش و کار مجازی است که مجهز به توصیه های روش شناختی دقیق است. مدل ها برای پشتیبانی از آموزش بخش های زیر از عمومی طراحی شده اند.

رانش ژنتیکی به عنوان یک عامل تکامل

رانش ژنتیکی یا فرآیندهای ژنتیکی-خودکار، پدیده تغییرات غیر جهتی در فراوانی انواع آللی ژن ها در یک جمعیت است. رانش ژنتیکی را می توان یکی از عوامل تکامل جمعیت ها دانست. به لطف رانش، فرکانس های آللی می توانند به طور تصادفی در جمعیت های محلی تغییر کنند تا زمانی که به نقطه تعادل برسند - از بین رفتن یک آلل و تثبیت آلل دیگر. در جمعیت‌های مختلف، ژن‌ها به طور مستقل «رانش» می‌شوند. بنابراین، نتایج رانش در جمعیت‌های مختلف متفاوت است - در برخی، یک مجموعه از آلل‌ها ثابت است، در برخی دیگر، مجموعه‌ای دیگر. بنابراین، رانش ژنتیکی از یک سو منجر به کاهش تنوع ژنتیکی در جمعیت ها و از سوی دیگر به افزایش تفاوت بین جمعیت ها، به واگرایی آنها در تعدادی از صفات منجر می شود. این واگرایی به نوبه خود می تواند به عنوان مبنایی برای گونه زایی باشد. در طول تکامل جمعیت ها، رانش ژنتیکی با سایر عوامل تکاملی، عمدتاً با انتخاب طبیعی، در تعامل است. نسبت سهم این دو عامل هم به شدت انتخاب و هم به اندازه جمعیت بستگی دارد. در شدت انتخاب بالا و اندازه جمعیت بالا، تأثیر فرآیندهای تصادفی بر پویایی فرکانس‌های ژن در جمعیت‌ها ناچیز می‌شود. برعکس، در جمعیت های کوچک با تفاوت های اندک در تناسب بین ژنوتیپ ها، رانش ژنتیکی بسیار مهم می شود. در چنین شرایطی، ممکن است یک آلل کمتر سازگار در جمعیت ثابت شود، در حالی که یک آلل سازگارتر ممکن است از بین برود. همانطور که می دانیم، شایع ترین پیامد رانش ژنتیکی، کاهش تنوع ژنتیکی در جمعیت ها به دلیل تثبیت برخی از آلل ها و از بین رفتن برخی دیگر است. برعکس، فرآیند جهش منجر به غنی‌سازی تنوع ژنتیکی در جمعیت‌ها می‌شود. یک آلل از دست رفته در نتیجه رانش می تواند بارها و بارها به دلیل جهش ایجاد شود. از آنجایی که رانش ژنتیکی فرآیندی بدون جهت است، همزمان با کاهش تنوع در جمعیت ها، تفاوت بین جمعیت های محلی را افزایش می دهد. مهاجرت با این امر مقابله می کند. اگر یک آلل در یک جمعیت ثابت شود آ، و در دیگری آ، سپس مهاجرت افراد بین این جمعیت ها منجر به ظهور مجدد تنوع آللی در هر دو جمعیت می شود. اثر گلوگاهظاهراً نقش بسیار مهمی در تکامل جمعیت های انسانی داشته است. اجداد انسان مدرن در طول ده ها هزار سال در سراسر جهان گسترش یافته اند. در طول راه، بسیاری از جمعیت ها به طور کامل از بین رفتند. حتی آنهایی که زنده مانده بودند اغلب خود را در آستانه انقراض می دیدند. تعداد آنها به سطح بحرانی کاهش یافت. در طی عبور از گلوگاه جمعیت، فرکانس آلل در جمعیت های مختلف متفاوت بود. آلل های خاصی در برخی از جمعیت ها به طور کامل از بین رفته و در برخی دیگر ثابت شده اند. پس از بازسازی جمعیت ها، ساختار ژنتیکی تغییر یافته آنها از نسلی به نسل دیگر تکثیر شد. ظاهراً این فرآیندها توزیع موزاییکی برخی از آلل‌هایی را که امروزه در جمعیت‌های انسانی محلی مشاهده می‌کنیم، تعیین کرد. در زیر توزیع آلل آمده است که دربا توجه به سیستم گروه خونی AB0در مردم تفاوت‌های قابل توجه بین جمعیت‌های مدرن ممکن است منعکس‌کننده پیامدهای رانش ژنتیکی باشد که در دوران ماقبل تاریخ و با عبور جمعیت‌های اجدادی از گلوگاه جمعیت رخ داده است.
امواج جمعیتی و رانش ژنتیکیاندازه جمعیت به ندرت در طول زمان ثابت می ماند. افزایش در اعداد با رکود همراه است. S.S. Chetverikov یکی از اولین کسانی بود که توجه را به نوسانات دوره ای در تعداد جمعیت های طبیعی، امواج جمعیت جلب کرد. آنها نقش بسیار مهمی در تکامل جمعیت دارند. رانش ژنتیکی تأثیر کمی بر فراوانی آلل در جمعیت های بزرگ دارد. با این حال، در دوره های کاهش شدید تعداد، نقش آن به شدت افزایش می یابد. در چنین لحظاتی می تواند به یک عامل تعیین کننده در تکامل تبدیل شود. در طول دوره رکود، فراوانی آلل های خاص می تواند به طور چشمگیری و غیرقابل پیش بینی تغییر کند. از دست دادن برخی از آلل ها و کاهش شدید تنوع ژنتیکی جمعیت ها ممکن است رخ دهد. سپس، هنگامی که اندازه جمعیت شروع به افزایش می کند، جمعیت از نسلی به نسل دیگر، ساختار ژنتیکی را که در لحظه عبور از گلوگاه جمعیت ایجاد شده بود، بازتولید می کند. به عنوان مثال وضعیت یوزپلنگ ها، نمایندگان گربه ها است. دانشمندان کشف کرده اند که ساختار ژنتیکی تمام جمعیت های یوزپلنگ مدرن بسیار شبیه است. در عین حال، تنوع ژنتیکی در هر جمعیت بسیار کم است. این ویژگی‌های ساختار ژنتیکی جمعیت‌های یوزپلنگ را می‌توان توضیح داد اگر فرض کنیم که نسبتاً اخیر (یک دو صد سال پیش) این گونه از گلوگاه جمعیتی بسیار باریکی عبور کرده است و همه یوزپلنگ‌های امروزی از نوادگان چندین یوزپلنگ هستند (به گفته محققان آمریکایی، 7) افراد
اثر بنیانگذارحیوانات و گیاهان، به عنوان یک قاعده، در مناطق نسبتاً کوچک برای گونه ها (جزایر، قاره های جدید) نفوذ می کنند. فراوانی آلل های خاص در چنین گروه هایی ممکن است به طور قابل توجهی با فراوانی این آلل ها در جمعیت های اصلی متفاوت باشد. استقرار در یک قلمرو جدید با افزایش تعداد مستعمره‌نشینان همراه است. جمعیت های متعددی که به وجود می آیند، ساختار ژنتیکی بنیانگذاران خود را بازتولید می کنند. ارنست مایر جانورشناس آمریکایی، یکی از بنیانگذاران نظریه ترکیبی تکامل، این پدیده را نامیده است. اثر بنیانگذار. اثر بنیانگذار ظاهرا نقش اصلی را در شکل دادن به ساختار ژنتیکی گونه های جانوری و گیاهی ساکن جزایر آتشفشانی و مرجانی ایفا کرده است. همه این گونه ها از نسل گروه های بسیار کوچکی از بنیانگذاران هستند که به اندازه کافی خوش شانس بودند که به جزایر رسیدند. واضح است که این بنیان‌گذاران نمونه‌های بسیار کوچکی از جمعیت‌های والدین را نشان می‌دهند و فراوانی آللی در این نمونه‌ها می‌تواند بسیار متفاوت باشد. بیایید مثال فرضی خود را در مورد روباه ها به یاد بیاوریم، روباه هایی که در حال حرکت بر روی شناورهای یخ، به جزایر خالی از سکنه ختم شدند. در هر یک از جمعیت های دختر، فراوانی آلل به شدت با یکدیگر و از جمعیت والدین متفاوت بود. این اثر بنیانگذار است که تنوع شگفت انگیز جانوران و گیاهان اقیانوسی و فراوانی گونه های بومی در جزایر را توضیح می دهد. اثر بنیانگذار نیز نقش مهمی در تکامل جمعیت های انسانی داشته است. توجه داشته باشید که آلل که دردر میان سرخپوستان آمریکایی و بومیان استرالیایی کاملاً وجود ندارد. در این قاره ها گروه های کوچکی از مردم زندگی می کردند. به دلایل کاملاً تصادفی، در بین بنیانگذاران این جمعیت ها ممکن است یک ناقل الل وجود نداشته باشد. که در. به طور طبیعی، این آلل در جمعیت های مشتق شده وجود ندارد.
رانش ژنتیکی و ساعت مولکولی تکاملنتیجه نهایی رانش ژنتیکی حذف کامل یک آلل از جمعیت و تثبیت (تثبیت) آلل دیگر در آن است. هر چه یک آلل خاص در یک جمعیت بیشتر رخ دهد، احتمال تثبیت آن به دلیل رانش ژنتیکی بیشتر است. محاسبات نشان می دهد که احتمال تثبیت یک آلل خنثی برابر با فراوانی آن در جمعیت است.هر آللی که در جمعیت ها مشاهده می کنیم زمانی در نتیجه جهش به وجود آمده است. جهش ها در فرکانس متوسط 10-5 در هر ژن در هر گامت در هر نسل رخ می دهد. بنابراین، هر چه جمعیت کوچکتر باشد، کمتر احتمال دارد که در هر نسل حداقل یک فرد از این جمعیت ناقل جهش جدید باشد. در یک جمعیت 100000 نفری، در هر نسل جدید یک آلل جهش یافته جدید با احتمال نزدیک به یک وجود خواهد داشت، اما فراوانی آن در جمعیت (1 در 200000 آلل) و در نتیجه احتمال تثبیت آن بسیار کم خواهد بود. . احتمال اینکه جهش یکسان در حداقل یک فرد از جمعیت 10 نفره در یک نسل اتفاق بیفتد ناچیز است، اما اگر چنین جهشی در این جمعیت رخ دهد، فراوانی آلل جهش یافته (1 در 20 آلل) و احتمال تثبیت آن نسبتاً زیاد خواهد بود. جمعیت های بزرگ مدت زیادی برای وقوع جهش یک آلل جدید "منتظر" نمی مانند، بلکه آن را برای مدت طولانی ثابت می کنند، و جمعیت های کوچک برای مدت زمان طولانی "منتظر" می شوند تا یک جهش ایجاد شود، اما پس از به وجود آمدن آن، آن را اصلاح می کنند. را می توان به سرعت رفع کرد. این منجر به یک نتیجه به ظاهر متناقض می شود: احتمال تثبیت آلل های خنثی فقط به فراوانی وقوع جهش آنها بستگی دارد و به اندازه جمعیت بستگی ندارد.از آنجایی که فراوانی جهش های خنثی در گونه های مختلف تقریباً یکسان است، سرعت تثبیت این جهش ها باید تقریباً یکسان باشد. نتیجه این است که تعداد جهش های انباشته شده در یک ژن باید متناسب با زمان تکامل مستقل این گونه ها باشد. به عبارت دیگر، هر چه زمان بیشتری از جدایی دو گونه از یک گونه پیشرفته مشترک می گذرد، جانشینی های جهشی خنثی این گونه ها را متمایز می کند. بر اساس این اصل روش "ساعت مولکولی تکامل" - تعیین زمانی که از لحظه ای که اجداد گروه های مختلف سیستماتیک شروع به تکامل مستقل از یکدیگر کردند گذشته است.محققان آمریکایی E. Zukurkendl و L. Polling برای اولین بار کشف کردند که تعداد تفاوت در توالی اسیدهای آمینه در هموگلوبین و سیتوکروم وجود دارد. بادر گونه های مختلف پستانداران، هرچه مسیرهای تکاملی آنها زودتر از هم جدا شود، بیشتر می شود. پس از آن، این الگو بر روی یک ماده آزمایشی عظیم، شامل ده‌ها ژن مختلف و صدها گونه از حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم‌ها تأیید شد. معلوم شد که ساعت مولکولی، همانطور که از تئوری رانش ژنتیکی بر می آید، با سرعت ثابتی کار می کند. کالیبراسیون ساعت مولکولی بر اساس ژن به ژن انجام می شود، زیرا ژن های مختلف ممکن است در فراوانی وقوع جهش های خنثی متفاوت باشند. برای انجام این کار، ما تعداد جایگزین‌های انباشته‌شده در یک ژن خاص را در نمایندگان گونه‌هایی که زمان واگرایی آن‌ها به طور قابل اعتماد بر اساس داده‌های دیرینه‌شناسی ایجاد شده است، تخمین می‌زنیم. زمانی که ساعت‌های مولکولی کالیبره شدند، می‌توان از آن‌ها برای اندازه‌گیری زمان‌های واگرایی بین گونه‌های مختلف استفاده کرد، حتی زمانی که جد مشترک آنها هنوز در پرونده‌های فسیلی شناسایی نشده باشد. 1. چرا امواج جمعیتی اثرات رانش ژنتیکی را افزایش می دهد؟ 2. رانش ژنتیکی چه نقشی در شکل گیری جانوران و گیاهان جزایر دارد؟ 3. اصل ساعت مولکولی تکامل و کاربرد آن در مطالعات تکاملی را توضیح دهید.