definiția echilibrului Genetic

echilibrul Genetic este un termen folosit pentru a descrie o condiție a frecvențelor alelelor statice sau neschimbate într-o populație de-a lungul timpului. De obicei, într-o populație naturală, frecvențele alelelor tind să se schimbe pe măsură ce generațiile trec și diferite forțe acționează asupra unei populații. Acest lucru ar putea fi cauzat de mulți factori, inclusiv selecția naturală, deriva genetică, mutația și alții care schimbă forțat frecvența alelelor. Cu toate acestea, dacă o populație este în echilibru genetic, aceste forțe sunt absente sau se anulează reciproc. Exemplele de mai jos arată echilibrul genetic dintr-un context de modelare și într-un context natural.

Exemple de echilibru Genetic

echilibru Hardy-Weinberg

la modelarea dinamicii populației, oamenii de știință folosesc adesea modelul Hardy-Weinberg. Această ecuație ia frecvențele alelelor dintr-o populație și le înmulțește folosind principiile pătratului Punnett pentru a simula distribuția alelelor în timpul împerecherii. O imagine a acestui model poate fi văzută mai jos.

această diagramă urmează o genă, care are două alele (a) și (a). Frecvența alelelor fiecărei alele este reprezentată de „p” și „q”. Conform modelului Hardy-Weinberg, aceste frecvențe alele nu se vor schimba din generație în generație fără influențe externe. Cu alte cuvinte, un echilibru genetic apare în absența unor lucruri precum selecția naturală și deriva genetică. Dacă (a) și (a) sunt singurele alele din sistem, atunci frecvențele lui (a) adăugate la (A) trebuie să fie 1. Prin urmare, într-un sistem la echilibru genetic, frecvența genotipurilor la descendenți poate fi estimată înmulțind frecvențele alelelor. Indivizii dominanți homozigoți (AA) pot fi estimați prin p2 sau frecvența (a) pătrat. Același lucru este valabil și pentru indivizii homozigoți recesivi (aa); în echilibru genetic pot fi estimați prin q2. Indivizii heterozigoți pot fi estimați prin 2pq. La echilibrul genetic suma tuturor frecvențelor genotipice pentru fiecare genă este 1. În termeni matematici: p2 + 2PQ + q2 = 1.

la începutul anilor 1900, știința moștenirii era un domeniu nou și interesant. Gregor Mendel a arătat în anii 1800 că organismele poartă două copii ale fiecărei gene. Aceste copii pot veni în diferite forme sau alele. Cu toate acestea, oamenii de știință încă se luptau cu întrebările mai mari despre modul în care alelele se schimbă în timp. Una dintre problemele fundamentale la acea vreme a fost înțelegerea modului în care genele interacționau între ele, în special genele dominante și recesive. Unii au presupus că alela dominantă ar crește în mod natural într-o populație. Acest lucru a fost respins independent de mai mulți oameni de știință care folosesc matematica. Cu toate acestea, doar Hardy și Weinberg își primesc în mod obișnuit numele atașat legii. Echilibrul Genetic în această situație idealizată este denumit în mod obișnuit echilibru Hardy-Weinberg.

echilibru Genetic datorită selecției de echilibrare

în natură, lucrurile nu sunt niciodată la fel de perfecte ca ipotezele făcute în modelul Hardy-Weinberg. Aceasta nu înseamnă că echilibrul genetic nu poate exista. De fapt, este ușor să ne gândim la un scenariu în care echilibrul genetic este menținut în fața selecției naturale. Selecția trebuie pur și simplu aplicată în mod egal diferitelor alele prezente. În acest fel, frecvența alelelor va fi menținută și populația va rămâne la echilibru genetic.

Acest lucru poate fi demonstrat de un grup ipotetic de animale. Pentru scopurile noastre vom lua în considerare o populație de lăcuste, cu doar două alele pentru gena care codifică culoarea lor. Un cod de alelă pentru verde: Cg. Codurile alelei Cb Pentru maro. Indivizii homozigoți pentru oricare dintre alele vor fi acea culoare. Cu toate acestea, în cazul nostru ipotetic, pretindeți că indivizii heterozigoți (CgCb) devin parte verde și parte maro. Un câmp este plin de aceste lăcuste, cu părți egale din fiecare tip de lăcustă.

acum, un nou prădător este introdus pe câmp. O pasăre se năpustește peste câmp, culegând lăcustele pe măsură ce merge. Pasărea folosește viziunea culorilor pentru a-și alege prada, iar lăcustele verzi și maro solide sunt ușor de cules. Lăcustele heterozigote au un camuflaj natural și nu pot fi văzute de păsări. În mod evident, aceste soiuri ar fi selectate de-a lungul timpului. În cele din urmă, acest lucru va schimba distribuția genotipurilor. Cu toate acestea, atâta timp cât homozigoții sunt selectați în mod egal, frecvențele alelelor nu se vor schimba. În timp ce organismul este mâncat, raportul global al alelelor nu se va schimba, deoarece heterozigoții sunt selectați și conțin ambele alele, păstrând raportul. Prin urmare, echilibrul genetic este menținut chiar și în fața acestei selecții de echilibrare.

echilibru Genetic aleatoriu

există o mare varietate de forțe care acționează asupra geneticii populației. În timp ce Hardy-Weinberg presupune că aceste forțe nu funcționează, este la fel de probabil ca acestea să se anuleze reciproc. Hardy-Weinberg presupune că populația nu se confruntă cu selecție, mutație sau orice imigrație sau emigrare care ar perturba frecvențele alelelor. La fel ca în cazul lăcustelor, este ușor să inventăm o situație în care aceste forțe s-ar putea echilibra reciproc și să mențină frecvențele alelelor.în timp ce o forță de selecție ar putea încerca în mod activ să elimine o alelă dintr-o populație, mutația o poate menține în populație. Acest lucru este valabil pentru multe condiții genetice create de alele nefuncționale. Selecția încearcă în mod natural să reducă aceste alele mutante, dar rata mutației poate menține boala la un anumit nivel de bază într-o populație. Acesta ar fi un caz de echilibru genetic, cauzat de o confluență a mai multor factori. De asemenea, se poate observa cum mutația ar putea fi ușor înlocuită de o varietate de alți factori care ar putea servi aceluiași scop.

test

1. Un om de știință observă o mică populație de armadillo. De-a lungul timpului, frecvențele alelelor acestei mici populații se schimbă, dar omul de știință nu poate identifica cauza schimbării. Nu pare a fi selecție naturală de niciun fel. Care dintre următoarele motive este motivul pentru care populația nu este în echilibru genetic?
A. deriva genetică
B. Un nou prădător schimbă alelele
C. omul de știință nu se pricepe la măsurarea

2. Un coleg de clasă încearcă să argumenteze că echilibrul genetic este dovada că cel puțin unele populații nu evoluează. Ce le spui?
A. sunt corecte!Evoluția este un proces în timp, unde echilibrul este doar un punct pe acea linie temporală. Echilibru înseamnă că evoluția este terminat

3. Există 8 melci într-o populație. Există doi melci albi, șase melci roz și doi melci roșii. Melcii roz sunt heterozigoții. Este această populație în echilibru?
A. Da
B. Nu
C. informații insuficiente