Genetisk Likevekt-Definisjon og Eksempler

Genetisk Likevekt Definisjon

Genetisk likevekt Er et begrep som brukes for å beskrive en tilstand av statiske, eller uforanderlige, allelfrekvenser i en populasjon over tid. Vanligvis i en naturlig befolkning har frekvensene av alleler en tendens til å skifte etter hvert som generasjoner passerer og forskjellige krefter virker på en befolkning. Dette kan skyldes mange faktorer, inkludert naturlig utvalg, genetisk drift, mutasjon og andre som med tvang endrer allelfrekvensen. Men hvis en populasjon er i genetisk likevekt, er disse kreftene fraværende eller avbryter hverandre. Eksemplene nedenfor viser genetisk likevekt fra en modelleringskontekst og i en naturlig sammenheng.

Eksempler På Genetisk Likevekt

Hardy-Weinberg-Likevekt

ved modellering av populasjonsdynamikk bruker forskere Ofte Hardy-Weinberg-modellen. Denne ligningen tar frekvensene av alleler i en populasjon og multipliserer dem ved hjelp av Prinsippene I Punnett square for å simulere fordelingen av alleler under parring. Et bilde av denne modellen kan ses nedenfor.

dette diagrammet følger ett gen, som har to alleler (A) og (a). Allelfrekvensen til hver allel er representert av » p «og » q». Ifølge Hardy-Weinberg-modellen vil disse allelfrekvensene ikke endres fra generasjon til generasjon uten ytre påvirkninger. Med andre ord oppstår en genetisk likevekt i fravær av ting som naturlig utvalg og genetisk drift. Hvis (A) og (a) er de eneste allelene i systemet, må frekvensene av (A) lagt til (a) være 1. Derfor, i et system ved genetisk likevekt, kan frekvensen av genotypene i avkomene estimeres å multiplisere allelfrekvensene. Homozygote dominerende individer (AA) kan estimeres med p2 eller frekvensen av (a) kvadrert. Det samme gjelder for homozygote recessive individer (aa); i genetisk likevekt kan de estimeres med q2. Heterozygote individer kan estimeres med 2pq. Ved genetisk likevekt er summen av alle genotypiske frekvenser for hvert gen 1. I matematiske termer: p2 + 2pq + q2=1.På begynnelsen av 1900-tallet var vitenskapen om arv et nytt og spennende felt. Gregor Mendel hadde vist på 1800-tallet at organismer bærer to kopier av hvert gen. Disse kopiene kan komme i forskjellige former, eller alleler. Men forskerne var fortsatt grappling med de større spørsmålene om hvordan alleler endres over tid. Et av de grunnleggende problemene på den tiden var å forstå hvordan gener interagerte med hverandre, spesielt dominerende og recessive gener. Det ble antatt av noen at den dominerende allelen naturlig ville øke i en befolkning. Dette ble motbevist uavhengig av flere forskere ved hjelp av matematikk. Derimot, bare Hardy Og Weinberg vanligvis få sitt navn knyttet til loven. Genetisk likevekt i denne idealiserte situasjonen kalles Ofte Hardy-Weinberg-likevekt.

Genetisk Likevekt på Grunn Av Balanseringsvalg

i naturen er ting aldri så perfekte som antagelsene i Hardy-Weinberg-modellen. Dette betyr ikke at genetisk likevekt ikke kan eksistere. Faktisk er det lett å tenke opp et scenario der genetisk likevekt opprettholdes i møte med naturlig utvalg. Utvalget må ganske enkelt brukes likt på de forskjellige allelene som er tilstede. På denne måten vil allelfrekvensen opprettholdes og befolkningen vil forbli i genetisk likevekt.

dette kan demonstreres av en hypotetisk gruppe dyr. For vårt formål vil vi vurdere en befolkning av gresshopper, med bare to alleler for genet som koder for deres farge. En allel koder for grønn: Cg. Cb allelet koder for brun. Homozygote individer for enten allel vil være den fargen. Men i vårt hypotetiske tilfelle, late som heterozygote individer (CgCb) blir del grønn og del brun. Et felt er fullt av disse gresshopper, med like deler av hver type gresshopper.

nå blir en ny rovdyr introdusert til feltet. En fugl swoops over feltet, plukke av gresshopper som det går. Fuglen bruker fargesyn for å plukke ut sitt bytte, og de faste grønne og brune gresshoppene blir lett plukket av. De heterozygote gresshoppene har en naturlig kamuflasje, og kan ikke ses av fuglene. Det er klart at disse varianter vil bli valgt over tid. Til slutt vil dette endre fordelingen av genotyper. Men så lenge homozygotene er valgt mot like, vil allelfrekvensene ikke endres. Mens organismen blir spist, vil det totale forholdet mellom alleler ikke endres fordi heterozygotene blir valgt for og inneholder begge alleler, og beholder forholdet. Derfor opprettholdes genetisk likevekt selv i møte med dette balanseringsvalget.

Tilfeldig Genetisk Likevekt

det er et bredt spekter av krefter som virker på populasjonsgenetikk. Mens Hardy-Weinberg antar at disse kreftene ikke er på jobb, er det like sannsynlig at de kan avbryte hverandre. Hardy-Weinberg antar at befolkningen ikke opplever seleksjon, mutasjon eller noen innvandring eller utvandring som vil forstyrre allelfrekvenser. Akkurat som med gresshopper, er det lett å pønsker en situasjon der disse kreftene kan balansere hverandre ut og opprettholde allel frekvenser.

mens en seleksjonskraft aktivt prøver å fjerne et allel fra en populasjon, kan mutasjon holde den i populasjonen. Dette gjelder for mange genetiske forhold skapt av ikke-fungerende alleler. Seleksjon forsøker naturlig å redusere disse muterte allelene, men mutasjonshastigheten kan holde sykdommen på et visst basisnivå i en populasjon. Dette ville være et tilfelle av genetisk likevekt, forårsaket av en sammenfletting av flere faktorer. Det kan også sees hvordan mutasjon lett kan erstattes av en rekke andre faktorer som kan tjene samme formål.

Quiz

1. En forsker observerer en liten bestand av beltedyr. Over tid skifter allelfrekvensene til denne lille befolkningen rundt, men forskeren kan ikke finne årsaken til endringen. Det ser ikke ut til å være naturlig utvalg av noe slag. Hvilken av følgende er en grunn til at befolkningen ikke er i genetisk likevekt?
A. Genetisk Drift
B. en ny rovdyr skifter allelene
C. forskeren er dårlig til å måle

Svar på Spørsmål #1

A er riktig. Årsaken til at allelfrekvensene endrer seg, er mest sannsynlig genetisk drift. Gitt at en liten befolkning inneholder bare en håndfull alleler, kan det tilfeldige tapet av et individ bli svært lagt merke til. En mindre befolkning betyr at mangfoldet av arten bæres på bare noen få individer. Miste en av disse til en tilfeldig ulykke, og en hel del av mangfoldet går tapt.

2. En klassekamerat av deg prøver å hevde at genetisk likevekt er bevis på at minst noen populasjoner ikke utvikler seg. Hva sier du til dem?
A. De er riktige!
B. Evolusjon er en prosess over tid, hvor likevekt er bare ett punkt på den tidslinjen
C. Likevekt betyr at evolusjonen er ferdig

Svar på Spørsmål #2

B er riktig. På vei til supermarkedet stopper du for en fotgjenger. Mens hastigheten din for den delen av reisen var null, betyr det ikke at reisen ikke skjedde. Det samme gjelder genetisk likevekt. Det viser bare at allelfrekvenser ikke beveger seg, i hvert fall ikke på dette punktet i reisen. Vi vet at evolusjon eksisterer fordi vi kan se at populasjoner endres over tid til nye arter.

3. Det er 8 snegler i en befolkning. Det er to hvite snegler, seks rosa snegler og to røde snegler. De rosa sneglene er heterozygoter. Er denne befolkningen i likevekt?
A. Ja
B. Nei
C. Ikke nok info

Svar på Spørsmål #3

C er riktig. Fra dette spørsmålet kan du gjøre mange ting. For eksempel kan du beregne allelfrekvensene til de forskjellige allelene, så vel som de genotypiske forholdene. Men for å fortelle om denne befolkningen er i likevekt, må vi observere neste generasjon. Da kunne vi sammenligne genotypiske frekvenser oppnådd fra Hardy-Weinberg-modellen til de faktiske frekvensene av befolkningen. Først da kunne vi fortelle om befolkningen opprettholde genetisk likevekt.