Penyelesaian
Penyimpangan genetik: pola utama dari proses ini. Penyimpangan genetik

Penyimpangan genetik: pola utama dari proses ini. Penyimpangan genetik

Nikolai Petrovich Dubinin Bidang minat ilmiah N.P. Dubinin adalah genetika umum dan evolusioner, serta penerapan genetika di bidang pertanian. genetika evolusioner Bersama A.S. Serebrovsky, ia menunjukkan fragmentasi gen, serta fenomena saling melengkapi gen A. S. Serebrovsky gen komplementaritas Menerbitkan sejumlah karya ilmiah penting tentang struktur dan fungsi kromosom, menunjukkan adanya mutasi genetik yang mematikan dan subletal pada populasi genetika, tentang masalah radiasi genetika

Penyimpangan genetik sebagai faktor evolusi Berkat penyimpangan, frekuensi alel dapat berubah secara acak pada populasi lokal hingga mencapai titik keseimbangan - hilangnya satu alel dan fiksasi alel lainnya. Dalam populasi yang berbeda, gen “melayang” secara independen. Dengan demikian, penyimpangan genetik menyebabkan, di satu sisi, penurunan keanekaragaman genetik dalam suatu populasi, dan di sisi lain, peningkatan perbedaan antar populasi, hingga divergensi sejumlah sifat. Perbedaan ini, pada gilirannya, dapat menjadi dasar spesiasi.

Penyimpangan genetik sebagai faktor evolusi Dengan intensitas seleksi yang tinggi dan ukuran populasi yang tinggi, pengaruh proses acak terhadap dinamika frekuensi gen dalam populasi menjadi dapat diabaikan. Sebaliknya, pada populasi kecil dengan perbedaan kebugaran antar genotipe yang kecil, penyimpangan genetik menjadi sangat penting. Dalam situasi seperti ini, alel yang kurang adaptif mungkin menjadi tetap dalam populasi, sementara alel yang lebih adaptif mungkin hilang. Suatu alel yang hilang akibat penyimpangan dapat muncul berulang kali karena mutasi. Karena penyimpangan genetik merupakan proses yang tidak terarah, bersamaan dengan penurunan keanekaragaman dalam suatu populasi, hal ini juga meningkatkan perbedaan antar populasi lokal. Migrasi mengatasi hal ini. Jika alel A tetap dalam satu populasi, dan alel a di populasi lain, maka migrasi individu di antara populasi ini mengarah pada fakta bahwa keragaman alel muncul kembali di kedua populasi.

Gelombang populasi dan penyimpangan genetik Ukuran populasi jarang sekali tetap konstan sepanjang waktu. Peningkatan jumlah diikuti oleh penurunan. S.S. Chetverikov adalah salah satu orang pertama yang menarik perhatian pada fluktuasi periodik dalam jumlah populasi alami. Gelombang populasi memainkan peran yang sangat penting dalam evolusi populasi.

Sergei Sergeevich Chetverikov () adalah seorang ahli biologi Rusia terkemuka, ahli genetika evolusioner, yang mengambil langkah pertama menuju sintesis genetika Mendel dan teori evolusi Charles Darwin. Dia adalah orang pertama yang mengorganisir studi eksperimental tentang sifat-sifat keturunan pada populasi alami hewan. Studi-studi ini memungkinkan dia menjadi pendiri genetika evolusioner modern, ahli genetika evolusioner

Gelombang populasi dan pergeseran genetik Selama periode penurunan jumlah penduduk yang tajam, peran pergeseran genetik sangat meningkat. Pada saat-saat seperti itu, hal ini dapat menjadi faktor penentu dalam evolusi. Selama resesi, frekuensi alel tertentu dapat berubah secara dramatis dan tidak dapat diprediksi. Hilangnya alel tertentu dan berkurangnya keragaman genetik suatu populasi dapat terjadi. Kemudian, ketika jumlah populasi mulai meningkat, populasi tersebut, dari generasi ke generasi, akan mereproduksi struktur genetik yang terbentuk pada saat ia melewati kemacetan populasi.

Efek kemacetan pada populasi nyata Contoh: Situasi dengan cheetah - perwakilan dari keluarga felid. Para ilmuwan telah menemukan bahwa struktur genetik semua populasi cheetah modern sangat mirip. Pada saat yang sama, variabilitas genetik dalam setiap populasi sangatlah rendah. Ciri-ciri struktur genetik populasi cheetah ini dapat dijelaskan jika kita berasumsi bahwa relatif baru-baru ini spesies ini melewati kemacetan populasi yang sangat sempit, dan semua cheetah modern adalah keturunan dari beberapa (menurut peneliti Amerika, 7) individu.

Contoh modern dari dampak kemacetan adalah populasi saiga. Jumlah kijang saiga telah menurun sebesar 95% dari sekitar 1 juta pada tahun 1990 menjadi lebih sedikit dibandingkan pada tahun 2004, terutama karena perburuan untuk obat tradisional Tiongkok saiga antelope 1990 2004

Tahun Populasi Bison Amerika hingga Individu Individu

Efek pendiri Hewan dan tumbuhan, pada umumnya, menembus wilayah baru suatu spesies dalam kelompok yang relatif kecil. Frekuensi alel dalam kelompok tersebut mungkin berbeda secara signifikan dari frekuensi alel dalam populasi aslinya. Pemukiman di wilayah baru diikuti dengan bertambahnya jumlah penjajah. Banyaknya populasi yang muncul mereproduksi struktur genetik pendirinya. Ahli zoologi Amerika Ernst Mayr, salah satu pendiri teori evolusi sintetik, menyebut fenomena ini sebagai efek pendiri.

Jelas bahwa pendirinya adalah sampel yang sangat kecil dari populasi orang tua, dan frekuensi alel dalam sampel ini bisa sangat berbeda. Efek pendiri inilah yang menjelaskan keanekaragaman fauna dan flora lautan yang menakjubkan serta banyaknya spesies endemik di pulau-pulau tersebut. Efek pendiri juga memainkan peranan penting dalam evolusi populasi manusia. Harap dicatat bahwa alel B (menurut sistem golongan darah AB0) sama sekali tidak ada pada orang Indian Amerika dan Aborigin Australia. Benua-benua ini dihuni oleh sekelompok kecil orang. Karena alasan yang murni acak, di antara pendiri populasi ini mungkin tidak ada satu pun pembawa alel B. Secara alami, alel ini tidak ada dalam populasi turunan.

Penyimpangan genetik dan jam evolusi molekuler Hasil akhir dari penyimpangan genetik adalah hilangnya satu alel dari suatu populasi dan konsolidasi (fiksasi) alel lain di dalamnya. Semakin sering suatu alel tertentu muncul dalam suatu populasi, semakin tinggi kemungkinan fiksasi alel tersebut karena penyimpangan genetik. Perhitungan menunjukkan bahwa kemungkinan fiksasi alel netral sama dengan frekuensinya dalam populasi.

Pola Populasi besar tidak “menunggu” lama munculnya mutasi alel baru, tetapi mereka memperbaikinya dalam waktu yang lama. Populasi kecil “menunggu” dalam waktu yang sangat lama hingga mutasi terjadi, namun begitu terjadi, mutasi dapat segera diperbaiki. Hal ini mengarah pada kesimpulan yang sekilas paradoks: kemungkinan fiksasi alel netral hanya bergantung pada frekuensi kemunculan mutasinya dan tidak bergantung pada ukuran populasi.

Pola Semakin lama waktu berlalu sejak pemisahan dua spesies dari spesies nenek moyang yang sama, semakin netral substitusi mutasi yang membedakan spesies tersebut. Metode "jam molekuler evolusi" didasarkan pada prinsip ini - menentukan waktu yang telah berlalu sejak nenek moyang kelompok sistematis yang berbeda mulai berevolusi secara independen satu sama lain.

Pola Peneliti Amerika E. Zukurkendl dan L. Polling pertama kali menemukan bahwa jumlah perbedaan urutan asam amino dalam hemoglobin dan sitokrom c pada spesies mamalia yang berbeda semakin besar, semakin dini jalur evolusi mereka menyimpang.

Penyimpangan genetik sebagai faktor evolusi

Kita dapat menganggap penyimpangan genetik sebagai salah satu faktor dalam evolusi populasi. Berkat penyimpangan, frekuensi alel dapat berubah secara acak pada populasi lokal hingga mencapai titik keseimbangan - hilangnya satu alel dan fiksasi alel lainnya. Dalam populasi yang berbeda, gen “melayang” secara independen. Oleh karena itu, hasil penyimpangan pada populasi yang berbeda ternyata berbeda - pada beberapa populasi, satu set alel tetap, pada populasi lain - set alel lainnya. Dengan demikian, penyimpangan genetik menyebabkan, di satu sisi, penurunan keanekaragaman genetik dalam suatu populasi, dan di sisi lain, peningkatan perbedaan antar populasi, hingga divergensi sejumlah sifat. Perbedaan ini, pada gilirannya, dapat menjadi dasar spesiasi.

Selama evolusi populasi, pergeseran genetik berinteraksi dengan faktor evolusi lainnya, terutama dengan seleksi alam. Rasio kontribusi kedua faktor ini bergantung pada intensitas seleksi dan ukuran populasi. Pada intensitas seleksi yang tinggi dan ukuran populasi yang tinggi, pengaruh proses acak terhadap dinamika frekuensi gen dalam populasi menjadi dapat diabaikan. Sebaliknya, pada populasi kecil dengan perbedaan kebugaran antar genotipe yang kecil, penyimpangan genetik menjadi sangat penting. Dalam situasi seperti ini, alel yang kurang adaptif mungkin menjadi tetap dalam populasi, sementara alel yang lebih adaptif mungkin hilang.

Seperti yang telah kita ketahui, konsekuensi paling umum dari penyimpangan genetik adalah berkurangnya keragaman genetik dalam suatu populasi akibat fiksasi beberapa alel dan hilangnya alel lainnya. Sebaliknya, proses mutasi mengarah pada pengayaan keragaman genetik dalam suatu populasi. Suatu alel yang hilang akibat penyimpangan dapat muncul berulang kali karena mutasi.

Karena penyimpangan genetik merupakan proses yang tidak terarah, bersamaan dengan penurunan keanekaragaman dalam suatu populasi, hal ini juga meningkatkan perbedaan antar populasi lokal. Migrasi mengatasi hal ini. Jika suatu alel tetap dalam satu populasi A, dan di sisi lain A, maka migrasi individu antar populasi tersebut menyebabkan munculnya kembali keanekaragaman alel dalam kedua populasi tersebut.

Gelombang populasi dan pergeseran genetik. Ukuran populasi jarang sekali tetap konstan sepanjang waktu. Peningkatan jumlah diikuti oleh penurunan. S.S.Chetverikov adalah salah satu orang pertama yang menarik perhatian pada fluktuasi periodik dalam jumlah populasi alami, gelombang populasi. Mereka memainkan peran yang sangat penting dalam evolusi populasi. Penyimpangan genetik mempunyai pengaruh yang kecil terhadap frekuensi alel dalam populasi besar. Namun, selama periode penurunan jumlah yang tajam, perannya meningkat pesat. Pada saat-saat seperti itu, hal ini dapat menjadi faktor penentu dalam evolusi. Selama resesi, frekuensi alel tertentu dapat berubah secara dramatis dan tidak dapat diprediksi. Hilangnya alel tertentu dan berkurangnya keragaman genetik suatu populasi dapat terjadi. Kemudian, ketika jumlah populasi mulai meningkat, populasi tersebut, dari generasi ke generasi, akan mereproduksi struktur genetik yang terbentuk pada saat ia melewati kemacetan populasi. Contohnya adalah situasi dengan cheetah - perwakilan dari keluarga kucing. Para ilmuwan telah menemukan bahwa struktur genetik semua populasi cheetah modern sangat mirip. Pada saat yang sama, variabilitas genetik dalam setiap populasi sangatlah rendah. Ciri-ciri struktur genetik populasi cheetah ini dapat dijelaskan jika kita berasumsi bahwa relatif baru (beberapa ratus tahun yang lalu) spesies ini melewati kemacetan populasi yang sangat sempit, dan semua cheetah modern adalah keturunan dari beberapa spesies (menurut peneliti Amerika, 7) individu.

Efek kemacetan tampaknya memainkan peran yang sangat penting dalam evolusi populasi manusia. Nenek moyang manusia modern tersebar ke seluruh dunia selama puluhan ribu tahun. Dalam perjalanannya, banyak populasi yang mati total. Bahkan mereka yang selamat sering kali berada di ambang kepunahan. Jumlah mereka turun ke tingkat kritis. Selama melewati kemacetan populasi, frekuensi alel berubah secara berbeda pada populasi yang berbeda. Alel-alel tertentu hilang seluruhnya pada beberapa populasi dan menetap pada populasi lain. Setelah populasi dipulihkan, struktur genetik mereka yang berubah direproduksi dari generasi ke generasi. Proses-proses ini tampaknya menentukan distribusi mosaik beberapa alel yang kita amati saat ini pada populasi manusia lokal. Di bawah ini adalah distribusi alel DI DALAM menurut sistem golongan darah AB0 pada orang. Perbedaan signifikan antara populasi modern mungkin mencerminkan konsekuensi penyimpangan genetik yang terjadi pada zaman prasejarah ketika populasi nenek moyang melewati hambatan populasi.

Efek pendiri. Hewan dan tumbuhan, pada umumnya, menembus wilayah baru untuk suatu spesies (pulau, benua baru) dalam kelompok yang relatif kecil. Frekuensi alel tertentu dalam kelompok tersebut mungkin berbeda secara signifikan dengan frekuensi alel tersebut pada populasi aslinya. Pemukiman di wilayah baru diikuti dengan bertambahnya jumlah penjajah. Banyaknya populasi yang muncul mereproduksi struktur genetik pendirinya. Ahli zoologi Amerika Ernst Mayr, salah satu pendiri teori evolusi sintetik, menyebut fenomena ini efek pendiri.

Efek pendiri tampaknya memainkan peran utama dalam membentuk struktur genetik spesies hewan dan tumbuhan yang menghuni pulau-pulau vulkanik dan karang. Semua spesies ini merupakan keturunan dari kelompok kecil pendiri yang cukup beruntung bisa mencapai pulau-pulau tersebut. Jelas bahwa para pendiri ini mewakili sampel yang sangat kecil dari populasi orang tua, dan frekuensi alel dalam sampel ini bisa sangat berbeda. Mari kita ingat contoh hipotetis kita dengan rubah, yang, terapung di atas gumpalan es yang terapung, berakhir di pulau-pulau tak berpenghuni. Pada masing-masing populasi anak perempuan, frekuensi alel sangat berbeda satu sama lain dan dari populasi induk. Efek pendiri inilah yang menjelaskan keanekaragaman fauna dan flora lautan yang menakjubkan serta banyaknya spesies endemik di pulau-pulau tersebut. Efek pendiri juga memainkan peranan penting dalam evolusi populasi manusia. Perhatikan bahwa alel DI DALAM sama sekali tidak ada di antara orang Indian Amerika dan penduduk asli Australia. Benua-benua ini dihuni oleh sekelompok kecil orang. Karena alasan yang murni acak, di antara pendiri populasi ini mungkin tidak ada satu pun pembawa alel DI DALAM. Secara alami, alel ini tidak ada pada populasi turunan.

Penyimpangan genetik dan jam evolusi molekuler. Hasil akhir dari penyimpangan genetik adalah hilangnya satu alel dari suatu populasi dan konsolidasi (fiksasi) alel lain di dalamnya. Semakin sering suatu alel tertentu muncul dalam suatu populasi, semakin tinggi kemungkinan fiksasi alel tersebut karena penyimpangan genetik. Perhitungan menunjukkan bahwa kemungkinan fiksasi alel netral sama dengan frekuensinya dalam populasi.

Setiap alel yang kita amati dalam suatu populasi pernah muncul sebagai akibat mutasi. Mutasi terjadi pada frekuensi rata-rata 10 -5 per gen per gamet per generasi. Oleh karena itu, semakin kecil populasinya, semakin kecil kemungkinannya dalam setiap generasi setidaknya satu individu dalam populasi tersebut akan menjadi pembawa mutasi baru. Dalam populasi 100.000 individu, pada setiap generasi baru akan terdapat alel mutan baru dengan kemungkinan mendekati satu, tetapi frekuensinya dalam populasi (1 dalam 200.000 alel) dan, oleh karena itu, kemungkinan fiksasinya akan sangat rendah. . Kemungkinan terjadinya mutasi yang sama pada paling sedikit satu individu dalam populasi 10 individu pada generasi yang sama dapat diabaikan, tetapi jika mutasi tersebut terjadi pada populasi ini, maka frekuensi alel mutan tersebut (1 dari 20 alel) dan kemungkinan fiksasinya akan relatif tinggi.

Populasi besar tidak “menunggu” lama munculnya mutasi alel baru, tetapi memperbaikinya dalam waktu lama, dan populasi kecil “menunggu” sangat lama hingga mutasi muncul, tetapi setelah mutasi muncul, mutasi terjadi. dapat dengan cepat diperbaiki. Hal ini mengarah pada kesimpulan yang tampaknya paradoks: kemungkinan fiksasi alel netral hanya bergantung pada frekuensi kemunculan mutasinya dan tidak bergantung pada ukuran populasi.

Karena frekuensi mutasi netral pada spesies yang berbeda kira-kira sama, laju fiksasi mutasi ini harusnya kira-kira sama. Oleh karena itu, jumlah mutasi yang terakumulasi pada gen yang sama harus sebanding dengan waktu evolusi independen spesies tersebut. Dengan kata lain, semakin lama waktu berlalu sejak pemisahan dua spesies dari spesies maju yang sama, semakin netral substitusi mutasi yang membedakan spesies tersebut. Berdasarkan prinsip ini metode "jam molekuler evolusi" - menentukan waktu yang telah berlalu sejak nenek moyang kelompok sistematis yang berbeda mulai berevolusi secara independen satu sama lain.

Peneliti Amerika E. Zukurkendl dan L. Polling pertama kali menemukan bahwa jumlah perbedaan urutan asam amino dalam hemoglobin dan sitokrom Dengan pada spesies mamalia yang berbeda, semakin awal jalur evolusinya berbeda, semakin besar perbedaannya. Pola ini kemudian dikonfirmasi dengan menggunakan bahan percobaan yang luas, termasuk lusinan gen berbeda dan ratusan spesies hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme. Ternyata jam molekuler berjalan, sebagai berikut dari teori penyimpangan genetik, dengan kecepatan yang konstan. Kalibrasi jam molekuler dilakukan berdasarkan gen demi gen, karena frekuensi terjadinya mutasi netral pada gen yang berbeda mungkin berbeda. Untuk melakukan ini, kami memperkirakan jumlah substitusi yang terakumulasi pada gen tertentu di perwakilan taksa yang waktu divergensinya dapat ditentukan berdasarkan data paleontologi. Setelah jam molekuler dikalibrasi, jam tersebut dapat digunakan untuk mengukur waktu divergensi antar taksa yang berbeda, bahkan ketika nenek moyang mereka yang sama belum teridentifikasi dalam catatan fosil.

Evolusi adalah proses sejarah perkembangan dunia organik. Evolusi terjadi di bawah pengaruh faktor pendorong, yang utama adalah seleksi alam.

Dalam proses evolusi terjadi (hasil evolusi):

Perubahan, komplikasi organisme.
Munculnya spesies baru(peningkatan jumlah [keanekaragaman] spesies).
Adaptasi organisme terhadap kondisi lingkungan (kondisi kehidupan), misalnya:

resistensi hama terhadap pestisida,
ketahanan tanaman gurun terhadap kekeringan,
kemampuan beradaptasi tanaman terhadap penyerbukan serangga,
warna peringatan (cerah) pada hewan beracun,
mimikri (meniru hewan yang tidak berbahaya oleh hewan yang berbahaya),
pewarnaan dan bentuk pelindung (tidak terlihat dengan latar belakang).

Semua kebugaran itu relatif, yaitu menyesuaikan tubuh hanya dengan satu kondisi tertentu. Ketika kondisi berubah, kebugaran bisa menjadi tidak berguna atau bahkan berbahaya (ngengat gelap pada pohon birch yang ramah lingkungan).

Populasi – unit evolusi

Populasi adalah kumpulan individu-individu sejenis yang hidup dalam jangka waktu lama pada suatu bagian wilayah tertentu (struktur dasar). satuan tipe).

Dalam suatu populasi penyeberangan bebas, perkawinan silang antar populasi terbatas (isolasi).

Populasi dari spesies yang sama sedikit berbeda satu sama lain karena seleksi alam menyesuaikan setiap populasi dengan kondisi spesifik di wilayah jelajahnya (populasi - satuan evolusi).

Mikroevolusi dan makroevolusi

Mikroevolusi- ini adalah perubahan yang terjadi pada populasi di bawah pengaruh kekuatan pendorong evolusi. Pada akhirnya mengarah pada munculnya spesies baru.

Makroevolusi- ini adalah proses pembentukan unit sistematis besar, taksa supraspesifik - genera, famili, dan yang lebih tinggi.

INFORMASI LEBIH LANJUT: Perjuangan untuk eksistensi dan seleksi alam, Spesies, kriteria spesies, Populasi - divergensi - isolasi - spesiasi, Arah utama evolusi, Bukti anatomi komparatif evolusi
BAGIAN 2 TUGAS: Teori Evolusi, Populasi, Kebugaran

Tes dan tugas

Tetapkan korespondensi antara ciri-ciri sistem biologis dan sistem yang menjadi ciri ciri-ciri berikut: 1) populasi, 2) spesies. Tuliskan angka 1 dan 2 dengan urutan yang benar.
A) satuan dasar evolusi menurut STE
B) perwakilan mungkin tidak pernah bertemu karena isolasi
C) kemungkinan terjadinya perkawinan silang antar anggota kelompok adalah sebesar-besarnya
D) dipecah menjadi kelompok-kelompok yang lebih kecil dan terpisah
D) wilayah sebarannya dapat mencakup beberapa benua

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Munculnya adaptasi spesies terhadap lingkungannya adalah akibatnya
1) tampilan perubahan modifikasi
2) interaksi faktor evolusi
3) komplikasi organisasi mereka
4) kemajuan biologis

Tetapkan korespondensi antara ciri-ciri evolusi dan ciri-cirinya: 1) faktor, 2) akibat
A) seleksi alam
B) kemampuan beradaptasi organisme terhadap lingkungan
B) pembentukan spesies baru
D) variabilitas kombinatif
D) pelestarian spesies dalam kondisi stabil
E) perjuangan untuk eksistensi

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Hasil dari makroevolusi tumbuhan adalah munculnya yang baru
1) jenis
2) departemen
3) populasi
4) varietas

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Unit evolusi dasar dianggap
1) melihat
2) genom
3) populasi
4) genotipe

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Makroevolusi adalah perubahan sejarah
1) biocenosis
2) populasi
3) taksa supraspesifik
4) jenis

Menetapkan korespondensi antara ciri-ciri proses evolusi dan tingkat evolusi terjadinya: 1) mikroevolusi, 2) makroevolusi. Tuliskan angka 1 dan 2 dengan urutan yang benar.
A) spesies baru terbentuk
B) taksa supraspesifik terbentuk
C) kumpulan gen suatu populasi berubah
D) kemajuan dicapai melalui adaptasi idioadaptasi
D) kemajuan dicapai melalui aromorfosis atau degenerasi

Baca teksnya. Pilihlah tiga pernyataan yang benar. Tuliskan angka-angka yang menunjukkannya.
(1) Proses evolusi terdiri dari makroevolusi dan mikroevolusi. (2) Mikroevolusi terjadi pada tingkat populasi-spesies. (3) Faktor penuntun evolusi adalah perjuangan untuk eksistensi. (4) Unit dasar evolusi adalah kelas. (5) Bentuk utama seleksi alam adalah penggerak, stabilisasi, dan penghancuran.

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Tidak dapat dianggap sebagai konsekuensi evolusi organisme
1) kemampuan beradaptasi organisme terhadap lingkungannya
2) keanekaragaman dunia organik
3) variabilitas herediter
4) pembentukan spesies baru

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Hasil evolusi antara lain
1) variabilitas organisme
2) keturunan
3) kemampuan beradaptasi terhadap kondisi lingkungan
4) seleksi alam perubahan keturunan

Pilih salah satu, opsi yang paling benar. Susunan sistem akar pohon yang berjenjang di hutan merupakan suatu perangkat yang terbentuk di bawah pengaruh
1) metabolisme
2) peredaran zat
3) kekuatan pendorong evolusi
4) pengaturan diri

Pilih tiga ketentuan teori evolusi sintetik.
1) unit evolusi – populasi
2) unit evolusi – spesies
3) faktor evolusi - variabilitas mutasi, pergeseran genetik, gelombang populasi
4) faktor evolusi - keturunan, variabilitas, perjuangan untuk eksistensi
5) bentuk seleksi alam – mengemudi dan seksual
6) bentuk seleksi alam – mengemudi, menstabilkan, mengganggu

Baca teksnya. Pilih tiga kalimat yang menjelaskan contoh mimikri di alam. Tuliskan angka-angka yang menunjukkannya.
(1) Burung betina yang bersarang di tanah praktis menyatu dengan latar belakang umum kawasan tersebut. (2) Telur dan anakan burung jenis ini juga tidak terlihat. (3) Banyak ular tidak berbisa yang sangat mirip dengan ular berbisa. (4) Sejumlah serangga penyengat atau serangga dengan kelenjar beracun menghasilkan warna-warna cerah sehingga membuat siapa pun enggan mencobanya. (5) Lebah dan penirunya, lalat terbang, tidak menarik bagi burung pemakan serangga. (6) Beberapa kupu-kupu memiliki pola pada sayapnya yang menyerupai mata predator.

Baca teksnya. Pilihlah tiga kalimat yang menjelaskan contoh warna pelindung di alam. Tuliskan angka-angka yang menunjukkannya.
(1) Burung betina yang bersarang di tanah praktis menyatu dengan latar belakang umum area tersebut, dan telur serta anaknya juga tidak terlihat. (2) Kesamaan dengan objek di lingkungannya juga memungkinkan banyak hewan menghindari tabrakan dengan predator. (3) Sejumlah serangga penyengat atau serangga dengan kelenjar beracun menghasilkan warna-warna cerah sehingga membuat siapa pun enggan mencobanya. (4) Di wilayah Far North, warna putih sangat umum terjadi pada hewan. (5) Beberapa kupu-kupu memiliki pola pada sayapnya yang menyerupai mata predator. (6) Pada beberapa hewan, warna bintik meniru pergantian cahaya dan bayangan di alam sekitar dan membuatnya kurang terlihat di semak belukar.

Perhatikan gambar kupu-kupu ngengat birch dan tentukan (A) jenis adaptasinya, (B) bentuk seleksi alam, dan (C) arah evolusi yang menyebabkan terbentuknya kedua bentuk kupu-kupu tersebut. Tuliskan tiga angka (jumlah suku dari daftar yang diusulkan) dalam urutan yang benar.
1) adaptasi idioadaptasi
2) mimikri
3) konvergensi
4) mengemudi
5) aromorfosis
6) menyamar
7) menstabilkan

Perhatikan gambar kaki depan mamalia yang berbeda dan tentukan (A) arah evolusi, (B) mekanisme transformasi evolusi, (C) bentuk seleksi alam yang mengarah pada pembentukan organ-organ tersebut. Untuk setiap huruf, pilih istilah yang sesuai dari daftar yang tersedia.
1) aromorfosis
2) menstabilkan
3) degenerasi umum
4) divergensi
5) mengemudi
6) adaptasi idioadaptasi
7) regresi morfofisiologis
8) konvergensi

Perhatikan gambar kuda laut dan kenali (A) jenis adaptasinya, (B) bentuk seleksi alam, dan (C) jalur evolusi yang menyebabkan terbentuknya adaptasi tersebut pada hewan tersebut. Untuk setiap huruf, pilih istilah yang sesuai dari daftar yang tersedia.
1) robek
2) menyamar
3) adaptasi idioadaptasi
4) memotong-motong pewarnaan
5) paralelisme
6) mimetisme
7) mengemudi

Perhatikan gambar burung kolibri dan trenggiling dan kenali (A) jenis adaptasinya, (B) bentuk seleksi alam, dan (C) jalur evolusi yang menyebabkan terbentuknya adaptasi tersebut. Untuk setiap huruf, pilih istilah yang sesuai dari daftar yang tersedia.
1) mengemudi
2) mengganggu
3) degenerasi
4) adaptasi idioadaptasi
5) divergensi
6) spesialisasi
7) dimorfisme seksual

Pilih dua dari lima jawaban yang benar dan tuliskan angka-angka yang menunjukkannya. Proses apa yang terjadi di tingkat populasi?
1) ontogeni
2) divergensi
3) embriogenesis
4) aromorfosis
5) penyeberangan bebas

Detektor blok iklan

Penyimpangan genetik sebagai faktor evolusi

Karena penyimpangan genetik merupakan proses yang tidak terarah, bersamaan dengan penurunan keanekaragaman dalam suatu populasi, hal ini juga meningkatkan perbedaan antar populasi lokal. Migrasi mengatasi hal ini. Jika alel A tetap dalam satu populasi, dan alel a di populasi lain, maka migrasi individu di antara populasi ini mengarah pada fakta bahwa keragaman alel muncul kembali di kedua populasi.

Efek kemacetan tampaknya memainkan peranan yang sangat penting dalam evolusi populasi manusia. Nenek moyang manusia modern tersebar ke seluruh dunia selama puluhan ribu tahun. Dalam perjalanannya, banyak populasi yang mati total. Bahkan mereka yang selamat sering kali berada di ambang kepunahan. Jumlah mereka turun ke tingkat kritis. Selama melewati kemacetan populasi, frekuensi alel berubah secara berbeda pada populasi yang berbeda. Alel-alel tertentu hilang seluruhnya pada beberapa populasi dan menetap pada populasi lain. Setelah populasi dipulihkan, struktur genetik mereka yang berubah direproduksi dari generasi ke generasi. Proses-proses ini tampaknya menentukan distribusi mosaik beberapa alel yang kita amati saat ini pada populasi manusia lokal. Di bawah ini adalah sebaran alel B menurut sistem golongan darah AB0 pada manusia. Perbedaan signifikan antara populasi modern mungkin mencerminkan konsekuensi penyimpangan genetik yang terjadi pada zaman prasejarah ketika populasi nenek moyang melewati hambatan populasi.

Efek pendiri tampaknya memainkan peran utama dalam membentuk struktur genetik spesies hewan dan tumbuhan yang menghuni pulau-pulau vulkanik dan karang. Semua spesies ini merupakan keturunan dari kelompok kecil pendiri yang cukup beruntung bisa mencapai pulau-pulau tersebut. Jelas bahwa para pendiri ini mewakili sampel yang sangat kecil dari populasi orang tua, dan frekuensi alel dalam sampel ini bisa sangat berbeda. Mari kita ingat contoh hipotetis kita dengan rubah, yang, terapung di atas gumpalan es yang terapung, berakhir di pulau-pulau tak berpenghuni. Pada masing-masing populasi anak perempuan, frekuensi alel sangat berbeda satu sama lain dan dari populasi induk. Efek pendiri inilah yang menjelaskan keanekaragaman fauna dan flora lautan yang menakjubkan serta banyaknya spesies endemik di pulau-pulau tersebut. Efek pendiri juga memainkan peranan penting dalam evolusi populasi manusia. Harap dicatat bahwa alel B sama sekali tidak ada pada suku Indian Amerika dan suku Aborigin Australia. Benua-benua ini dihuni oleh sekelompok kecil orang. Karena alasan yang murni acak, di antara pendiri populasi ini mungkin tidak ada satu pun pembawa alel B. Secara alami, alel ini tidak ada dalam populasi turunan.

Penyimpangan genetik dan jam evolusi molekuler. Hasil akhir dari penyimpangan genetik adalah hilangnya satu alel dari suatu populasi dan konsolidasi (fiksasi) alel lain di dalamnya. Semakin sering suatu alel tertentu muncul dalam suatu populasi, semakin tinggi kemungkinan fiksasi alel tersebut karena penyimpangan genetik. Perhitungan menunjukkan bahwa kemungkinan fiksasi alel netral sama dengan frekuensinya dalam populasi.

Setiap alel yang kita amati dalam suatu populasi pernah muncul sebagai akibat mutasi. Mutasi terjadi pada frekuensi rata-rata 10-5 per gen per gamet per generasi. Oleh karena itu, semakin kecil populasinya, semakin kecil kemungkinannya dalam setiap generasi setidaknya satu individu dalam populasi tersebut akan menjadi pembawa mutasi baru. Dalam populasi 100.000 individu, pada setiap generasi baru akan terdapat alel mutan baru dengan kemungkinan mendekati satu, tetapi frekuensinya dalam populasi (1 dalam 200.000 alel) dan, oleh karena itu, kemungkinan fiksasinya akan sangat rendah. . Kemungkinan terjadinya mutasi yang sama pada paling sedikit satu individu dalam populasi 10 individu pada generasi yang sama dapat diabaikan, tetapi jika mutasi tersebut terjadi pada populasi ini, maka frekuensi alel mutan tersebut (1 dari 20 alel) dan kemungkinan fiksasinya akan relatif tinggi.

Populasi besar tidak “menunggu” lama munculnya mutasi alel baru, tetapi memperbaikinya dalam waktu lama, dan populasi kecil “menunggu” sangat lama hingga mutasi muncul, tetapi setelah mutasi muncul, mutasi terjadi. dapat dengan cepat diperbaiki. Hal ini mengarah pada kesimpulan yang sekilas paradoks: kemungkinan fiksasi alel netral hanya bergantung pada frekuensi kemunculan mutasinya dan tidak bergantung pada ukuran populasi.

Metode "jam molekuler evolusi" didasarkan pada prinsip ini - menentukan waktu yang telah berlalu sejak nenek moyang kelompok sistematis yang berbeda mulai berevolusi secara independen satu sama lain.

Peneliti Amerika E. Zukurkendl dan L. Polling adalah orang pertama yang menemukan bahwa semakin dini jalur evolusi mereka menyimpang, semakin besar jumlah perbedaan urutan asam amino dalam hemoglobin dan sitokrom c pada spesies mamalia yang berbeda. Pola ini kemudian dikonfirmasi dengan menggunakan bahan percobaan yang luas, termasuk lusinan gen berbeda dan ratusan spesies hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme. Ternyata jam molekuler berjalan, sebagai berikut dari teori penyimpangan genetik, dengan kecepatan yang konstan. Kalibrasi jam molekuler dilakukan berdasarkan gen demi gen, karena frekuensi terjadinya mutasi netral pada gen yang berbeda mungkin berbeda. Untuk melakukan ini, kami memperkirakan jumlah substitusi yang terakumulasi pada gen tertentu di perwakilan taksa yang waktu divergensinya dapat ditentukan berdasarkan data paleontologi. Setelah jam molekuler dikalibrasi, jam tersebut dapat digunakan untuk mengukur waktu divergensi antar taksa yang berbeda, bahkan ketika nenek moyang mereka yang sama belum teridentifikasi dalam catatan fosil.

Apa itu penyimpangan genetik? Secara singkat

Pergeseran genetik adalah salah satu kekuatan pendorong evolusi.

Ini adalah proses di mana sifat-sifat tertentu muncul atau hilang secara acak dalam suatu populasi karena organisme dengan sifat-sifat tersebut menghasilkan keturunan paling banyak atau tidak bereproduksi sama sekali.

Penyimpangan genetik dapat mengurangi keragaman genetik dalam populasi kecil. Misalnya, jika hanya dua individu dalam populasi sepuluh hewan yang membawa varian gen tertentu dan tidak menghasilkan keturunan, maka varian tersebut akan hilang dari populasi.

Jenis khusus penyimpangan genetik adalah “efek pendiri”, yang terjadi ketika sejumlah kecil individu terisolasi dari populasi utama. Misalnya, pada akhir abad ke-18, setelah topan di Pulau Pinjelap di Mikronesia, hanya 20 orang yang masih hidup, yang menjadi sandaran nasib generasi mendatang. Saat ini, 5-10 persen penduduk pulau tersebut menderita buta warna, yang sangat jarang terjadi di tempat lain. Rupanya, salah satu penyintas topan adalah pembawa gen resesif penyakit ini.

GENE DRIFT, penyimpangan genetik (dari bahasa Belanda drijven - mengemudi, berenang), fluktuasi acak frekuensi alel gen dalam beberapa generasi suatu populasi dengan jumlah terbatas. Pergeseran genetik ditemukan pada tahun 1931 secara bersamaan dan independen oleh S. Wright, yang mengusulkan istilah ini, dan oleh ahli genetika Rusia D. D. Romashov dan N. P. Dubinin, yang menyebut fluktuasi tersebut sebagai “proses genetik-otomatis”. Penyebab penyimpangan genetik adalah sifat probabilistik dari proses pembuahan dengan latar belakang jumlah keturunan yang terbatas. Besarnya fluktuasi frekuensi alel pada setiap generasi berbanding terbalik dengan jumlah individu dalam populasi dan berbanding lurus dengan hasil kali frekuensi alel gen tersebut. Parameter penyimpangan genetik seperti itu secara teoritis seharusnya mengarah pada pelestarian hanya satu dari 2 atau lebih alel suatu gen dalam kumpulan gen, dan alel mana yang akan dipertahankan merupakan peristiwa probabilistik. Penyimpangan genetik, sebagai suatu peraturan, mengurangi tingkat variabilitas genetik dan dalam populasi kecil menyebabkan homozigositas semua individu per alel yang sama; Kecepatan proses ini semakin besar, semakin sedikit jumlah individu dalam suatu populasi. Pengaruh penyimpangan genetik, yang dimodelkan pada komputer, telah dikonfirmasi baik secara eksperimental maupun dalam kondisi alami pada banyak spesies organisme, termasuk manusia. Misalnya, pada populasi terkecil di Greenland Eskimo (sekitar 400 orang), mayoritas mutlak perwakilannya memiliki golongan darah 0 (I), yaitu homozigot untuk alel I0, yang hampir “menggeser” alel lainnya. Dalam 2 populasi dengan jumlah yang jauh lebih besar, semua alel gen (I0, IA dan IB) dan semua golongan darah sistem ABO terwakili dengan frekuensi yang signifikan. Pergeseran genetik dalam populasi kecil secara permanen sering kali menyebabkan kepunahan mereka, yang menjadi alasan keberadaan demes dalam jangka waktu yang relatif singkat. Sebagai akibat dari penurunan cadangan variabilitas, populasi tersebut berada dalam situasi yang tidak menguntungkan ketika kondisi lingkungan berubah. Hal ini tidak hanya disebabkan oleh rendahnya tingkat variabilitas genetik, tetapi juga karena adanya alel-alel yang tidak menguntungkan yang terus-menerus muncul akibat mutasi. Penurunan variabilitas populasi individu akibat pergeseran genetik sebagian dapat dikompensasi pada tingkat spesies secara keseluruhan. Karena alel yang berbeda ditetapkan dalam populasi yang berbeda, kumpulan gen suatu spesies tetap beragam bahkan pada tingkat heterozigositas yang rendah di setiap populasi. Selain itu, dalam populasi kecil, alel dengan nilai adaptif rendah dapat diperbaiki, yang, ketika lingkungan berubah, akan menentukan kemampuan beradaptasi terhadap kondisi keberadaan baru dan menjamin pelestarian spesies. Secara umum, penyimpangan genetik merupakan faktor evolusioner dasar yang menyebabkan perubahan jangka panjang dan terarah pada kumpulan gen, meskipun tidak bersifat adaptif.

Perubahan acak pada frekuensi alel juga terjadi ketika terjadi penurunan tajam ukuran populasi (sebagai akibat dari peristiwa bencana atau migrasi sebagian populasi). Hal ini bukanlah penyimpangan genetik dan disebut sebagai efek kemacetan (bottleneck effect) atau efek pendiri (founder effect). Pada manusia, dampak tersebut mendasari peningkatan kejadian penyakit keturunan tertentu pada beberapa populasi dan kelompok etnis.

Periklanan

menyala.: Kaidanov L.Z. Genetika populasi. M., 1996.

V.S.Mikheev.

PERALIHAN GEN — Ini adalah perubahan frekuensi gen dan genotipe suatu populasi yang terjadi karena pengaruh faktor acak. Fenomena-fenomena ini terjadi secara independen satu sama lain. Fenomena ini ditemukan oleh ilmuwan Inggris Fisher dan American Wright. Ahli genetika dalam negeri Dubinin dan Romashov memperkenalkan konsep tersebut proses genetik-otomatis. Ini adalah proses yang terjadi sebagai hasilnya penyimpangan genetik Frekuensi suatu alel dapat berfluktuasi, atau alel tersebut dapat menetap dalam suatu populasi atau menghilang dari kumpulan gen suatu populasi.

Fenomena ini dipelajari secara rinci oleh Wright. Dia menunjukkan itu Penyimpangan genetik sangat bergantung pada 4 faktor:

1. Ukuran populasi

2. Tekanan mutasi

3. Aliran gen

Nilai selektif alel ini

Semakin besar populasinya, semakin kurang efektif penyimpangan genetiknya. Dalam populasi besar, seleksi efektif.

Semakin tinggi tekanan mutasi, semakin sering mutasi terjadi, maka penyimpangan genetik menjadi kurang efektif.

Aliran gen adalah pertukaran gen antar populasi yang bertetangga. Semakin tinggi aliran gen, semakin tinggi pertukaran migran, semakin kurang efektif penyimpangan genetik.

Semakin tinggi nilai selektif alel, semakin kurang efektif penyimpangan genetiknya.

Efektivitas penyimpangan genetik sebagai faktor evolusi lebih jelas terlihat ketika populasi berada pada posisi-posisi kecil yang terisolasi di antara koloni-koloni ini hanya terdapat sedikit pertukaran migran.

Ketika suatu populasi mempunyai jumlah yang tinggi, maka secara berkala populasi tersebut berkurang tajam jumlahnya dan mati. Jumlah individu yang tinggi dan populasi yang baru muncul terbentuk karena sedikitnya jumlah individu yang masih hidup, yaitu. efek kemacetan (manifestasi sebagai “prinsip pendiri”). (Mlter).

Misalnya, di beberapa daerah terdapat populasi ibu dalam jumlah besar yang secara genetik beragam. Beberapa individunya secara tidak sengaja menjadi terisolasi dari populasi ibu. Hewan-hewan yang terisolasi, tidak mereka wakili sampel yang representatif, yaitu bukan pembawa semua gen yang dimiliki populasi ibu. Kumpulan gen individu-individu ini (individu baru), terisolasi, acak dan miskin.

Jika kondisi di suatu daerah terisolasi menguntungkan, maka akan terjadi perkawinan sedarah antar individu dan akan terjadi homozigot untuk sifat-sifat tertentu. Populasi anak perempuan yang baru terbentuk ini akan berbeda dengan populasi ibu aslinya. Kumpulan gennya akan ditentukan secara genetik, terutama pada individu yang membentuk populasi ini.

Pergeseran genetik, sebagai salah satu faktor evolusi, sangat penting pada berbagai tahap kemunculan suatu populasi, ketika ukuran populasi tidak besar.

Contoh penyimpangan genetik. Di antara para pengusaha Amerika sering kali ada orang-orang dengan Sindrom Morphan. Mereka dapat dengan mudah dikenali dari penampilannya (tinggi, tegap, badan pendek, kuat secara fisik). Ciri-ciri tubuh adalah hasil penyimpangan genetik. Penumpang kapal yang tiba di Amerika mengidapnya dan penyebaran kualitas ini terjadi berkat orang-orang dari suku Eskimo kutub (utara) di Greenland utara. 270 orang telah diisolasi selama beberapa generasi. Akibatnya terjadi perubahan frekuensi alel yang menentukan golongan darah.

Penyimpangan genetik misalnya

Mekanisme penyimpangan genetik dapat ditunjukkan dengan contoh kecil. Mari kita bayangkan sebuah koloni bakteri dalam jumlah besar yang diisolasi dalam setetes larutan. Bakteri tersebut secara genetik identik kecuali satu gen dengan dua alel A Dan B. Alel A hadir dalam setengah bakteri, alel B- dari yang lain. Oleh karena itu, frekuensi alel A Dan B sama dengan 1/2. A Dan B- alel netral, tidak mempengaruhi kelangsungan hidup atau reproduksi bakteri. Dengan demikian, semua bakteri dalam koloni mempunyai peluang yang sama untuk bertahan hidup dan berkembang biak.

Kemudian kita kecilkan ukuran tetesannya sehingga hanya ada cukup makanan untuk 4 bakteri saja. Semua yang lain mati tanpa bereproduksi. Di antara empat orang yang selamat, terdapat 16 kemungkinan kombinasi alel A Dan B:

(A-A-A-A), (B-A-A-A), (A-B-A-A), (B-B-A-A),
(A-A-B-A), (B-A-B-A), (A-B-B-A), (B-B-B-A),
(A-A-A-B), (B-A-A-B), (A-B-A-B), (B-B-A-B),
(A-A-B-B), (B-A-B-B), (A-B-B-B), (B-B-B-B).

Probabilitas setiap kombinasi

di mana 1/2 (probabilitas alel A atau B untuk setiap bakteri yang bertahan hidup) dikalikan 4 kali (jumlah total populasi bakteri yang bertahan hidup)

Jika Anda mengelompokkan opsi berdasarkan jumlah alel, Anda mendapatkan tabel berikut:

Terlihat dari tabel, pada enam dari 16 varian koloni akan memiliki jumlah alel yang sama A Dan B. Peluang kejadian seperti itu adalah 16/6. Probabilitas semua pilihan lain, dimana jumlah alelnya A Dan B sedikit lebih tinggi dan berjumlah 10/16.

Penyimpangan genetik terjadi ketika frekuensi alel dalam suatu populasi berubah karena kejadian acak. Dalam contoh ini, populasi bakteri telah berkurang menjadi 4 orang yang bertahan (efek hambatan). Pada awalnya koloni tersebut memiliki frekuensi alel yang sama A Dan B, namun kemungkinan frekuensinya berubah (koloni akan mengalami penyimpangan genetik) lebih tinggi dibandingkan kemungkinan frekuensi alel aslinya tetap sama. Ada juga kemungkinan besar (16/2) bahwa akibat penyimpangan genetik, satu alel akan hilang seluruhnya.

Bukti eksperimental oleh S. Wright

S. Wright secara eksperimental membuktikan bahwa dalam populasi kecil frekuensi alel mutan berubah dengan cepat dan acak. Eksperimennya sederhana: dalam tabung reaksi berisi makanan ia menempatkan dua lalat Drosophila betina dan dua jantan, heterozigot untuk gen A (genotipenya dapat ditulis Aa). Dalam populasi yang diciptakan secara artifisial ini, konsentrasi alel normal (A) dan mutasi (a) adalah 50%. Setelah beberapa generasi, ternyata pada beberapa populasi semua individu menjadi homozigot untuk alel mutan (a), pada populasi lain hilang sama sekali, dan akhirnya beberapa populasi mengandung alel normal dan alel mutan. Penting untuk ditekankan bahwa, meskipun kelangsungan hidup individu mutan menurun dan, oleh karena itu, bertentangan dengan seleksi alam, pada beberapa populasi alel mutan sepenuhnya menggantikan alel normal. Ini adalah hasil dari proses acak - penyimpangan genetik.

literatur

Vorontsov N.N., Sukhorukova L.N. Evolusi dunia organik. - M.: Nauka, 1996. - Hal.93-96. - ISBN 5-02-006043-7
Hijau N., Stout W., Taylor D. Biologi. Dalam 3 volume. Jilid 2. - M.: Mir, 1996. - Hal.287-288. - ISBN 5-03-001602-3

Lihat juga

Catatan

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu “Genetic Drift” di kamus lain:

Proses genetik-autosomatik, perubahan frekuensi gen dalam suatu populasi selama beberapa generasi di bawah pengaruh faktor acak (stokastik), yang biasanya menyebabkan penurunan pewarisan dan variabilitas populasi. Naib, jelas terlihat ketika...... Kamus ensiklopedis biologi

Lihat penyimpangan genetik. Kamus ensiklopedis ekologi. Chisinau: Kantor editorial utama Ensiklopedia Soviet Moldavia. aku. Dedu. 1989 ... Kamus ekologi

penyimpangan genetik- Mengubah frekuensi gen dalam populasi kecil sesuai dengan prinsip random sampling Topik bioteknologi EN penyimpangan genetik ... Panduan Penerjemah Teknis

Penyimpangan genetik. Lihat proses otomatis secara genetis. (Sumber: “Kamus Penjelasan Istilah Genetik Inggris-Rusia”. Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moskow: Publishing House VNIRO, 1995) ... Biologi molekuler dan genetika. Kamus.

penyimpangan genetik- genų dreifas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Atsitiktinis populiacijos genetinės sandaros pakitimas. atitikmenys: bahasa inggris. penyimpangan genetik rus. penyimpangan genetik; penyimpangan genetik... Žemės ūkio augalų selectijos ir sėklininkystės terminų žodynas

Lihat Penyimpangan genetik... Kamus kedokteran besar

Proses yang menentukan perubahan frekuensi gen, atau frekuensi bentuk mutan dalam Populasi. Istilah ini dikemukakan oleh ahli genetika Amerika S. Wright (1931). Sama seperti proses Genetik-otomatis... Ensiklopedia Besar Soviet

Penyimpangan genetik- perubahan frekuensi gen secara acak (stokastik) selama beberapa generasi, yang terjadi pada populasi kecil sebagai akibat dari kesalahan pengambilan sampel gamet selama persilangan... Antropologi Fisik. Kamus penjelasan bergambar.

Penyimpangan genetik- - proses otomatis secara genetis - fenomena perubahan non-arah pada frekuensi varian gen alelik dalam suatu populasi, karena alasan statistik acak... Kamus psikogenetika

Berarti pergerakan sesuatu yang lambat dan konstan. Khususnya: Penyimpangan kapal: Perpindahan (drift) kapal dari garis haluan di bawah pengaruh angin. Drift dicirikan oleh sudut antara garis lintasan dan garis lintasan sebenarnya; untuk mengukur nilai ini, ... Wikipedia digunakan

Buku

Biologi. 9 11 kelas Konstruktor biologis 3. 0. Koleksi interaksi. model. Standar Pendidikan Negara Federal (CDpc), Vabishchevich A.P., Koleksinya berisi 80 eksperimen dan tugas virtual, dilengkapi dengan rekomendasi metodologis yang terperinci. Model-model tersebut dirancang untuk mendukung pengajaran bagian-bagian umum berikut... Kategori:

Penyimpangan genetik sebagai faktor evolusi.

Penyimpangan genetik, atau proses genetik-otomatis, adalah fenomena perubahan non-arah pada frekuensi varian gen alelik dalam suatu populasi. Kita dapat menganggap penyimpangan genetik sebagai salah satu faktor dalam evolusi populasi. Berkat penyimpangan, frekuensi alel dapat berubah secara acak pada populasi lokal hingga mencapai titik keseimbangan - hilangnya satu alel dan fiksasi alel lainnya. Dalam populasi yang berbeda, gen “melayang” secara independen. Oleh karena itu, hasil penyimpangan ternyata berbeda-beda pada populasi yang berbeda—pada beberapa populasi, satu set alelnya tetap, pada populasi lain, kumpulan alel lainnya. Dengan demikian, penyimpangan genetik menyebabkan, di satu sisi, penurunan keanekaragaman genetik dalam suatu populasi, dan di sisi lain, peningkatan perbedaan antar populasi, hingga divergensi sejumlah sifat. Perbedaan ini, pada gilirannya, dapat menjadi dasar spesiasi. Selama evolusi populasi, pergeseran genetik berinteraksi dengan faktor evolusi lainnya, terutama dengan seleksi alam. Rasio kontribusi kedua faktor ini bergantung pada intensitas seleksi dan ukuran populasi. Pada intensitas seleksi yang tinggi dan ukuran populasi yang tinggi, pengaruh proses acak terhadap dinamika frekuensi gen dalam populasi menjadi dapat diabaikan. Sebaliknya, pada populasi kecil dengan perbedaan kebugaran antar genotipe yang kecil, penyimpangan genetik menjadi sangat penting. Dalam situasi seperti ini, alel yang kurang adaptif mungkin menjadi tetap dalam populasi, sementara alel yang lebih adaptif mungkin hilang. Seperti yang telah kita ketahui, konsekuensi paling umum dari penyimpangan genetik adalah berkurangnya keragaman genetik dalam suatu populasi akibat fiksasi beberapa alel dan hilangnya alel lainnya. Sebaliknya, proses mutasi mengarah pada pengayaan keragaman genetik dalam suatu populasi. Suatu alel yang hilang akibat penyimpangan dapat muncul berulang kali karena mutasi. Karena penyimpangan genetik merupakan proses yang tidak terarah, bersamaan dengan penurunan keanekaragaman dalam suatu populasi, hal ini juga meningkatkan perbedaan antar populasi lokal. Migrasi mengatasi hal ini. Jika suatu alel tetap dalam satu populasi A, dan di sisi lain A, maka migrasi individu antar populasi tersebut menyebabkan munculnya kembali keanekaragaman alel dalam kedua populasi tersebut. Efek kemacetan tampaknya memainkan peran yang sangat penting dalam evolusi populasi manusia. Nenek moyang manusia modern tersebar ke seluruh dunia selama puluhan ribu tahun. Dalam perjalanannya, banyak populasi yang mati total. Bahkan mereka yang selamat sering kali berada di ambang kepunahan. Jumlah mereka turun ke tingkat kritis. Selama melewati kemacetan populasi, frekuensi alel berubah secara berbeda pada populasi yang berbeda. Alel-alel tertentu hilang seluruhnya pada beberapa populasi dan menetap pada populasi lain. Setelah populasi dipulihkan, struktur genetik mereka yang berubah direproduksi dari generasi ke generasi. Proses-proses ini tampaknya menentukan distribusi mosaik beberapa alel yang kita amati saat ini pada populasi manusia lokal. Di bawah ini adalah distribusi alel DI DALAM menurut sistem golongan darah AB0 pada orang. Perbedaan signifikan antara populasi modern mungkin mencerminkan konsekuensi penyimpangan genetik yang terjadi pada zaman prasejarah ketika populasi nenek moyang melewati hambatan populasi.
Gelombang populasi dan pergeseran genetik. Ukuran populasi jarang sekali tetap konstan sepanjang waktu. Peningkatan jumlah diikuti oleh penurunan. S.S.Chetverikov adalah salah satu orang pertama yang menarik perhatian pada fluktuasi periodik dalam jumlah populasi alami, gelombang populasi. Mereka memainkan peran yang sangat penting dalam evolusi populasi. Penyimpangan genetik mempunyai pengaruh yang kecil terhadap frekuensi alel dalam populasi besar. Namun, selama periode penurunan jumlah yang tajam, perannya meningkat pesat. Pada saat-saat seperti itu, hal ini dapat menjadi faktor penentu dalam evolusi. Selama resesi, frekuensi alel tertentu dapat berubah secara dramatis dan tidak dapat diprediksi. Hilangnya alel tertentu dan berkurangnya keragaman genetik suatu populasi dapat terjadi. Kemudian, ketika jumlah populasi mulai meningkat, populasi tersebut, dari generasi ke generasi, akan mereproduksi struktur genetik yang terbentuk pada saat ia melewati kemacetan populasi. Contohnya adalah situasi cheetah, perwakilan kucing. Para ilmuwan telah menemukan bahwa struktur genetik semua populasi cheetah modern sangat mirip. Pada saat yang sama, variabilitas genetik dalam setiap populasi sangatlah rendah. Ciri-ciri struktur genetik populasi cheetah ini dapat dijelaskan jika kita berasumsi bahwa relatif baru (beberapa ratus tahun yang lalu) spesies ini melewati kemacetan populasi yang sangat sempit, dan semua cheetah modern adalah keturunan dari beberapa spesies (menurut peneliti Amerika, 7) individu.
Efek pendiri. Hewan dan tumbuhan, pada umumnya, menembus wilayah baru untuk suatu spesies (pulau, benua baru) dalam kelompok yang relatif kecil. Frekuensi alel tertentu dalam kelompok tersebut mungkin berbeda secara signifikan dengan frekuensi alel tersebut pada populasi aslinya. Pemukiman di wilayah baru diikuti dengan bertambahnya jumlah penjajah. Banyaknya populasi yang muncul mereproduksi struktur genetik pendirinya. Ahli zoologi Amerika Ernst Mayr, salah satu pendiri teori evolusi sintetik, menyebut fenomena ini efek pendiri. Efek pendiri tampaknya memainkan peran utama dalam membentuk struktur genetik spesies hewan dan tumbuhan yang menghuni pulau-pulau vulkanik dan karang. Semua spesies ini merupakan keturunan dari kelompok kecil pendiri yang cukup beruntung bisa mencapai pulau-pulau tersebut. Jelas bahwa para pendiri ini mewakili sampel yang sangat kecil dari populasi orang tua, dan frekuensi alel dalam sampel ini bisa sangat berbeda. Mari kita ingat contoh hipotetis kita dengan rubah, yang, terapung di atas gumpalan es yang terapung, berakhir di pulau-pulau tak berpenghuni. Pada masing-masing populasi anak perempuan, frekuensi alel sangat berbeda satu sama lain dan dari populasi induk. Efek pendiri inilah yang menjelaskan keanekaragaman fauna dan flora lautan yang menakjubkan serta banyaknya spesies endemik di pulau-pulau tersebut. Efek pendiri juga memainkan peranan penting dalam evolusi populasi manusia. Perhatikan bahwa alel DI DALAM sama sekali tidak ada di antara orang Indian Amerika dan penduduk asli Australia. Benua-benua ini dihuni oleh sekelompok kecil orang. Karena alasan yang murni acak, di antara pendiri populasi ini mungkin tidak ada satu pun pembawa alel DI DALAM. Secara alami, alel ini tidak ada pada populasi turunan.
Penyimpangan genetik dan jam evolusi molekuler. Hasil akhir dari penyimpangan genetik adalah hilangnya satu alel dari suatu populasi dan konsolidasi (fiksasi) alel lain di dalamnya. Semakin sering suatu alel tertentu muncul dalam suatu populasi, semakin tinggi kemungkinan fiksasi alel tersebut karena penyimpangan genetik. Perhitungan menunjukkan bahwa kemungkinan fiksasi alel netral sama dengan frekuensinya dalam populasi. Setiap alel yang kita amati dalam suatu populasi pernah muncul sebagai akibat mutasi. Mutasi terjadi pada frekuensi rata-rata 10 -5 per gen per gamet per generasi. Oleh karena itu, semakin kecil populasinya, semakin kecil kemungkinannya dalam setiap generasi setidaknya satu individu dalam populasi tersebut akan menjadi pembawa mutasi baru. Dalam populasi 100.000 individu, pada setiap generasi baru akan terdapat alel mutan baru dengan kemungkinan mendekati satu, tetapi frekuensinya dalam populasi (1 dalam 200.000 alel) dan, oleh karena itu, kemungkinan fiksasinya akan sangat rendah. . Kemungkinan terjadinya mutasi yang sama pada paling sedikit satu individu dalam populasi 10 individu pada generasi yang sama dapat diabaikan, tetapi jika mutasi tersebut terjadi pada populasi ini, maka frekuensi alel mutan tersebut (1 dari 20 alel) dan kemungkinan fiksasinya akan relatif tinggi. Populasi besar tidak “menunggu” lama munculnya mutasi alel baru, tetapi memperbaikinya dalam waktu lama, dan populasi kecil “menunggu” sangat lama hingga mutasi muncul, tetapi setelah mutasi muncul, mutasi terjadi. dapat dengan cepat diperbaiki. Hal ini mengarah pada kesimpulan yang tampaknya paradoks: kemungkinan fiksasi alel netral hanya bergantung pada frekuensi kemunculan mutasinya dan tidak bergantung pada ukuran populasi. Karena frekuensi mutasi netral pada spesies yang berbeda kira-kira sama, laju fiksasi mutasi ini harusnya kira-kira sama. Oleh karena itu, jumlah mutasi yang terakumulasi pada gen yang sama harus sebanding dengan waktu evolusi independen spesies tersebut. Dengan kata lain, semakin lama waktu berlalu sejak pemisahan dua spesies dari spesies maju yang sama, semakin netral substitusi mutasi yang membedakan spesies tersebut. Berdasarkan prinsip ini metode "jam molekuler evolusi" - menentukan waktu yang telah berlalu sejak nenek moyang kelompok sistematis yang berbeda mulai berevolusi secara independen satu sama lain. Peneliti Amerika E. Zukurkendl dan L. Polling pertama kali menemukan bahwa jumlah perbedaan urutan asam amino dalam hemoglobin dan sitokrom Dengan pada spesies mamalia yang berbeda, semakin awal jalur evolusinya berbeda, semakin besar perbedaannya. Pola ini kemudian dikonfirmasi dengan menggunakan bahan percobaan yang luas, termasuk lusinan gen berbeda dan ratusan spesies hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme. Ternyata jam molekuler berjalan, sebagai berikut dari teori penyimpangan genetik, dengan kecepatan yang konstan. Kalibrasi jam molekuler dilakukan berdasarkan gen demi gen, karena frekuensi terjadinya mutasi netral pada gen yang berbeda mungkin berbeda. Untuk melakukan ini, kami memperkirakan jumlah substitusi yang terakumulasi pada gen tertentu di perwakilan taksa yang waktu divergensinya dapat ditentukan berdasarkan data paleontologi. Setelah jam molekuler dikalibrasi, jam tersebut dapat digunakan untuk mengukur waktu divergensi antar taksa yang berbeda, bahkan ketika nenek moyang mereka yang sama belum teridentifikasi dalam catatan fosil. 1. Mengapa gelombang populasi meningkatkan dampak penyimpangan genetik? 2. Apa peran pergeseran genetik dalam pembentukan fauna dan flora pulau? 3. Menjelaskan prinsip jam molekuler evolusi dan penerapannya dalam studi evolusi.