Зміни в популяціях і пристосованість організмів

Вертьянов С. Ю.

Створені Творцем форми організмів дивним чином пристосовані до різних кліматичних умов і до живлення найрізноманітнішою їжею. Одні з них мешкають в сухих жарких пустелях, інші - у водах північних морів. Одні населяють глибини океанів, інші ширяють високо над землею. Невеликі за розміром піраньї -- грізні хижаки, а величезні слони харчуються виключно рослинною їжею.

Природні умови схильні до змін, організми освоюють території з іншим кліматом, населені іншими істотами, займають нові екологічні ніші, пристосовуються до незвичної їжі. В результаті різних змін змінюється зовнішній вигляд, будова і внутрішня організація істот. Матеріалом для адаптивних змін служить закладена в організмах спадкова мінливість.

Різноманіття органічного світу. Класифікація організмів

На Землі близько 1,5 млн. видів тварин, більше 0,5 млн. видів рослин, сотні тисяч видів грибів і безліч мікроорганізмів. Їх класифікацією - об'єднанням в групи за подібністю будови і життєдіяльності - займається біологічна дисципліна, що зародилася у XVIII ст. і звана систематикою. Для вчених XVIII-XIX століть пошуки системи в природі були, перш за все, спробою побачити закономірності в плані Творця.

В Нині вчені виділяють дві форми життя. Неклітинні форми життя -- віруси. Клітинні форми життя включають:

Домен (або Імперія) Прокаріоти,

Царство Архебактерію (або просто Архей),

Царство Еубактеріі (або Справжні бактерії),

Домен (або Імперія) Еукаріоти,

Царство Найпростіші,

Царство Гриби,

Царство Тварини,

Царство Рослини.

надцарства Прокаріоти і Еукаріоти. Найважливіша ознака клітини - наявність відокремленого від цитоплазми ядра. Серед клітинних істот розрізняють без'ядерні (прокаріоти) і ядерні (еукаріоти). До прокаріотів (раніше їх називали дробянкамі) відносять Справжні бактерії і архебактерію, що істотно розрізняються будовою оболонки.

Поділ еукаріотів на царства представляє для сучасних вчених певні труднощі, особливо при класифікації нижчих (найчастіше одноклітинних) еукаріотів.

Царство Найпростіші об'єднує найпростіших (одноклітинних), всі водорості і нижчі гриби (стінки їх клітин, як і у рослин, побудовані з целюлози). Ці організми, відповідно до гіпотези еволюції, є предками решти трьох царств еукаріотів. У деяких класифікаціях царство Найпростіші відсутній: нижчі гриби відносять до царства Гриби, водорості - до царства Рослини, а найпростіших - до царства Тварини. У ряді класифікацій Домен Еукаріоти підрозділяють на більш ніж 26 царств.

Систематика є сьогодні одним з найбільш суперечливих розділів біології. Сучасна систематика все частіше орієнтується не тільки на морфофізіологічні, цитологічні, біохімічні ознаки організмів, але й на будову ДНК, РНК, окремих генів (наприклад, рРНК).

Водорості, за сучасними уявленнями, є збірної групою фототрофних організмів, провідних переважно водний спосіб життя. Водорості живляться і ростуть за рахунок фотосинтезу (багато одноклітинних є міксотрофамі і в темряві переходять до фагоцитозу).

пристосованістю до світла пояснюється різна забарвлення водоростей. Спектральні компоненти сонячного світла пронизують воду на різну глибину. Червоні промені проникають лише у верхні шари, а сині - значно глибше. Хлорофіл добре поглинає тільки червоне світло, тому зелені водорості зустрічаються звичайно на глибинах в кілька метрів. Наявність пігменту, що поглинає жовто-зелене світло, дозволяє бурим водоростям жити на глибинах до 200 метрів. Пігмент червоних водоростей використовує для фотосинтезу зелений і синій світло, тому червоні водорості населяють глибини до 268 метрів. З червоних водоростей видобувають цінне речовина агар-агар, що використовується для виготовлення пастили, мармеладу і зефіру. В Японії водорість порфіру вважається делікатесом і вирощується в підводних садах.

Синьо-зелені водорості (ціанобактерії) мають ознаки бактерій (міцні клітинні стінки, відсутність клітинного ядра) і рослин (здійснюють фотосинтез, виділяючи кисень). У науковій ботанічної та мікробіологічної літературі синьо-зелених однаково часто відносять до водоростей і бактерій.

Царство Гриби об'єднує гетеротрофні організми, тіло яких складається з розгалужених ниток (гіф), у сукупності утворюють міцелій (грибницю). Гриби всмоктують необхідні поживні речовини з навколишнього середовища (осмотрофное харчування). Виділяючи високоактивні ферменти, гриби розщеплюють (деполімеризує) білки, нуклеїнові кислоти, целюлозу, а потім всмоктують утворилися мономери (амінокислоти, нуклеотиди, моносахариди). Цітокінез у грибів не пов'язаний з мітозів, тому в їхніх клітках по 2 і більше ядер. Царство грибів дуже різноманітно, в нього входять шапинкових і іржі гриби, трутовики, плісняві грибки пеніціллум, Мукор і аспергіл, дріжджі і т.д.

Гриби мають ознаки тварин і рослин. Вони не містять хлорофілу і не здійснюють фотосинтез, а, як у тварин, живляться готовими органічними речовинами. Кінцевим продуктом метаболізму азоту, як і у тварин, є сечовина. Запасне живильна речовина, як і у тварин, - полісахарид глікоген (в рослинах запасаючих функцію виконує зазвичай крохмаль). Міцність клітинних стінок більшості грибів, так само як покрову жуків і панциру крабів, надає хітин (клітинні стінки нижчих грибів, що відносяться до Найпростіші, складаються з целюлози). Прикріплений спосіб життя, необмежене зростання і характерні способи розмноження (в основному, суперечками і грибницею, але для багатьох грибів можливо статеве розмноження) зближують гриби з рослинами. Цікавий симбіоз є лишайники. Їх тіло складається з гриба, в якому живуть синьо-зелених і зелені водорості. Лишайники відносять до ліхенезірованним грибів (греч.lichenes лишайник).

Царство Рослини об'єднує фотосинтезуючі організми, що виділяють кисень, що мають щільні клітинні стінки (звичайно з целюлози) і запасаються крохмаль. У царство рослин входять 6 відділів: мохи, плауни, хвощі, папороті, голо-і покритонасінні рослини. Класифікація проведена з ряду подібних ознак. Наприклад, відділ покритонасінних виділений за ознакою наявності квітки та захищеного плодом насіння. Вищі рослини характеризуються поділом тіла на органи (корінь, стебло, лист), пов'язані перехідними тканинами. Тіло нижчих рослин не має поділу на органи, до них відносять, наприклад, деякі мохи.

Царство Тварини. Істотною відмінністю є їх рухливий спосіб життя. Але цей критерій не абсолютний. Так, коралові поліпи - нерухомі тварини, а Евглена і вольвокс - рухливі водорості. У зв'язку з необхідністю руху більшість клітин тварин не має щільною зовнішньої оболонки, їхня основна запасаючих речовина - легкорозчинний глікоген, а не тверді зерна крохмалю.

Царство тварин об'єднує безхребетні і хребетні істоти. Безхребетних поділяють на 6 типів: кишковопорожнинні, плоскі, круглі й садові хробаки, молюски і членистоногі. Тип членистоногих об'єднує класи ракоподібних, павукоподібних і комах - ці істоти мають сегментарні кінцівки. Всі хребетні тварини утворюють один тип хордових. Він включає класи риб, земноводних, плазунів, птахів і ссавців. Класи послідовно підрозділяються на загони, родини, роди і види.

Основи сучасної класифікації, що базуються на науковому розумінні виду, заклав видатний шведський натураліст Карл Лінней. У своїй роботі "Система природи "(1775 р.) він описав близько 8 000 видів рослин, 4 000 видів тварин. Лінней визначав вид як сукупність особин, подібних між собою за будовою і дають при схрещуванні плідне потомство. Підкреслюючи незмінність вихідних створених видів, Лінней вказував: "Видів стільки, скільки різних форм створив на початку світу Бог ". Вчений розумів під виглядом біблійне слово рід: "І сказав Бог: так зробить земля душу живу за родом її, худобу, і гадів, і звірів земних по роду їх "(Бут. 1,24). У ході досліджень Лінней переконався в тому, що види наділені здатністю до певної варіабельності в рамках визначених кордонів. Групи схожих видів, по Ліннею, мають один предкової рід, створений спочатку Богом. Вчений ототожнив біблійний рід з класифікаційними поняттям роду.

В основу систематики вчений поклав принцип ієрархічності таксонів (одиниць класифікації організмів): подібні види він об'єднав у роди, пологи - у загони, а загони - в класи. У найменуванні організмів Лінней встановив бінарну (подвійну) номенклатуру. Назва кожної істоти стало складатися з двох латинських слів, перший писалося з великої літери та вказувало родову приналежність (іменник), другий - видову (прикметник). Наприклад, латинське назва степового бабака-байбака Marmota bybak (Бабак байбак). У різних місцевостях цей вид бабаків іменують по-різному (Свистун, тарбаган, сугур і т.д.), єдина номенклатура істотно полегшила спілкування вчених різних країн. У Надалі система була доповнена категоріями сімейства, підкласу, підтипи, типу. Так, кішка домашня входить в рід дрібних кішок сімейства котячих загону хижих класу ссавців підтипу хребетних типу хордових. Крім домашньої кішки рід дрібних кішок включає амурського лісового кота, очеретяного кота, рись.

Можливість систематизації організмів розглядалася Карлом Ліннеєм як доказ існування єдиного плану створення світу.

Вид. Критерії виду

Розрізнити надвідовие таксони, як правило, досить легко, чітке розмежування самих Частина видів займає географічно розділені області проживання (ареали) і тому не схрещується, а в штучних умовах дає плідне потомство. Загальноприйняте короткий визначення виду як групи особин, вільно схрещуються між собою і дають плідне потомство, не застосовується до організмів, які розмножуються партеногенетичного або безстатевим шляхом (бактерії і одноклітинні тварини, багато вищі рослини), а також до вимерлим формам.

Сукупність відмінних ознак виду називають його критерієм.

Морфологічний критерій заснований на подібності особин одного виду по комплексу ознак зовнішнього і внутрішньої будови. Морфологічний критерій - один з основних, але в ряді випадків морфологічного схожості виявляється недостатньо. Малярійних комарів раніше називали шість не схрещуються схожих видів, з яких тільки одна розносить малярію. Існують так звані види-двійники. Два види чорних щурів, зовні практично нерозпізнаних, живуть ізольовано і не схрещуються. Самці багатьох істот, наприклад, птахів (горобців, снігурів, фазанів), зовні мало схожі на самок. Дорослі самець і самка нітехвостого вугра так несхожі між собою, що вчені 50 років поміщали їх у різні роди, а іноді навіть у різні сімейства і подпорядкі.

Фізіолого-біохімічний критерій. У його основі лежить подібність процесів життєдіяльності особин одного виду. Частина видів гризунів має здатність впадати у сплячку, в інших вона відсутня. Багато близькі види рослин розрізняються за здатністю синтезувати і накопичувати певні речовини. Біохімічний аналіз дозволяє розрізнити види одноклітинних організмів, не розмножуються статевим шляхом. Бацили (лат. bacillum паличка) сибірської виразки мають білки, які не зустрічаються у інших видів бактерій. Можливості фізіолого-біохімічного критерію мають обмеження. Частина білків має не тільки видовий, а й індивідуальною специфічністю. Існують біохімічні ознаки, однакові у представників не тільки різних видів, але навіть загонів і типів. Первинні структури ядерних білків-гістонів (див. § 5) Н4 корови і гороху розрізняються за все двома амінокислотними залишками. Подібним чином можуть протікати в різних видів та фізіологічні процеси. Так, інтенсивність обміну речовин у деяких арктичних риб така ж, як і у риб південних морів інших видів.

Генетичний критерій. Всі особи одного виду мають схожий каріотипу. Особи різних видів мають різні хромосомні набори, не можуть схрещуватися і живуть у природних умовах окремо один від одного. У двох видів-двійників чорних щурів різне кількість хромосом - 38 і 42. Каріотип шимпанзе, горил і орангутанів розрізняються розташуванням генів у гомологічних хромосомах. Аналогічні відмінності каріотипу зубра та бізона, що мають у диплоїдний набір з 60 хромосом. Відмінності в генетичному апараті деяких видів можуть бути ще більш тонкими і складатися, наприклад, у різному характері включення і виключення окремих генів. Застосування тільки генетичного критерію іноді виявляється недостатнім. Один вид довгоносика об'єднує диплоїдні, тріплоідние і тетраплоідние форми, хатня миша також має різні набори хромосом, а ген ядерного білка-гістон Н1 людини відрізняється від гомологічною йому гена гороху за все одним нуклеотидів. У геномі рослин, тварин і людини виявлені такі мінливі послідовності ДНК, що по них у людей можна розрізняти братів і сестер.

репродуктивний критерій (лат. reproducere відтворювати) заснований на здатності особин одного виду давати плідне потомство. Важливу роль при схрещуванні відіграє поведінка особин - шлюбний ритуал, видоспецифічні звуки (спів птахів, стрекотіння коників). За характером поведінки особи дізнаються шлюбного партнера свого виду. Особи східних видів можуть не схрещуватися через невідповідність поведінки при спарюванні або неспівпадання місць розмноження. Так, самки одного виду жаб метають ікру по берегах річок і озер, а іншого - в калюжах. Схожі види можуть не схрещуватися через розходження шлюбних періодів або термінів справно при проживання в різних кліматичних умовах. Різні терміни цвітіння у рослин перешкоджають перехресного запилення і служать критерієм приналежності до різних видів.

репродуктивний критерій тісно пов'язаний з генетичним та фізіологічним критеріями. Життєздатність гамет залежить від успішності кон'югації, а значить - від схожості або відмінності каріотипу схрещуються особин. Різко знижує можливість схрещування відмінність в добової фізіологічної активності (денний або нічний спосіб життя).

Застосування тільки репродуктивного критерію не завжди дозволяє чітко розмежувати види. Існують види, добре помітні по морфологічним критерієм, але дають при схрещуванні плідне потомство. З птахів це деякі види канарок, зябликів, з рослин - різновиду верб і тополь. Представник загону парнокопитних бізон живе в степах і лісостепах Північної Америки і ніколи в природних умовах не зустрічається з зубром, що живе в лісах Європи. У умовах зоопарку ці види дають плідне потомство. Так була відновлена популяція європейських зубрів, практично винищування під час світових воєн. Схрещуються і дають плідне потомство яки і велика рогата худоба, білі і бурі ведмеді, вовки і собаки, соболі і куниці. У царстві рослин міжвидові гібриди зустрічаються ще частіше, серед рослин існують навіть міжродовим гібриди.

Еколого-географічний критерій. Більшість видів займає певну територію - ареал. Лютик їдкий росте на луках і полях, у більш сирих місцях поширений інший вид -- жовтець повзучий, а по берегах річок і озер - жовтець пекучий.

Застосування еколого-географічного критерію обмежено рядом причин. Ареал представників одного виду може бути уривчасто. Видовий ареал зайця-біляка - острова Ісландія та Ірландія, північ Великобританії, Альпи і північний захід Європи. Деякі близькоспоріднені види мають однаковий ареал, наприклад: два види чорних щурів; запашний тополя і амурська модрина. Подібні види, що мешкають в одному ареалі, можуть займати різні екологічні ніші, наприклад, харчуватися різною їжею. Є види, поширені майже повсюдно - бур'янисті рослини, комахи-шкідники і миші.

Проблема визначення виду іноді виростає в складну наукову задачу і вирішується з залученням комплексу критеріїв. Таким чином, вид - сукупність особин, займають певний ареал, що володіють спадковим схожістьм морфологічних, фізіолого-біохімічних та генетичних особливостей, в природних умовах схрещуються і дають плідне потомство.

Популяції

Групи особин одного виду, що населяють території, розділені природними перешкодами (річками, горами, пустелями), є відносно самостійними, оскільки схрещування між ними ускладнене. Такі групи називають популяціями. Декорація таким чином, складається з популяцій, кожна з яких займає частину ареалу виду. За багато покоління в генофонду популяцій накопичуються ті аллели вихідних популяцій, які забезпечують найбільшу пристосованість до місць проживання. Внаслідок особливостей у вихідному генному складі і проживання в різних природних умовах генофонду ізольованих популяцій відрізняються частотою зустрічальності різних алелей, тому один і той самий ознака у різних популяціях може проявлятися по-різному. Так, північні популяції ссавців мають більш густе хутро, а південні - темніший. У цьому параграфі ми розглянемо реально спостерігаються зміни в популяціях, а також деякі правдоподібні гіпотези про формуванні східних видів.

Згідно Священного Писання, живі організми, як і сама планета, створені Творцем. Проте їх природа мобільна. Щоб зрозуміти, які основні групи створили Господь, а які зміни в організмах могли відбутися згодом, нам необхідно з'ясувати можливу ступінь мінливості живих істот. Підтверджують Чи реально спостережувані зміни гіпотезу еволюції (лат. evolutio розгортання) - історичного саморозвитку матерії? Учені розрізняють мікро-і Макроеволюція. Під мікроеволюції розуміється розвиток популяцій у ряду послідовних поколінь аж до утворення нових видів, гіпотеза Макроеволюція передбачає послідовне поява всіх видів на планеті один з одного за допомогою саморозвитку.

Розглянемо два основних типи ізоляції і обумовлені ними зміни.

Географічна ізоляція. Особи просторово ізольованих популяцій можуть розвиватися різними шляхами. Істоти різних популяцій можуть перестати схрещуватися по причини відмінностей у строках шлюбних періодів, в інстинктах споруди гнізд і нір, в поведінці в період парування. У особин може змінитися шлюбна забарвлення (риби, птиці), шлюбні пісні (птахи, земноводні, комахи) або шлюбні танці (птахи, риби, членистоногі). Рослини різних популяцій можуть мати різні періоди цвітіння, швидкості проростання пилку, різні взаємини з запилюють комахами. Процес розбіжності ознак у популяціях носить назва дивергенції.

Популяції модрини сибірської заселили величезну територію від Уралу до Байкалу. У зонах ареалу з найбільш суворими кліматичними умовами мешкає вид модрини Даурської. На Далекому Півночі виростає вид маку з швидким розвитком коротких квітконосів і раннім цвітінням, не характерний для помірних широт. Вчені припускають, що ці види розвинулися від вихідного, хоча, звичайно ж, цього ніхто не спостерігав, а перевірити реальність подібних мікроеволюційних змін в більшості випадків не представляється можливим.

Рослина простріл має в Європі великий безперервний ареал. У західній форми прострілу листи тонкі, квітки пониклі. Східна форма, що мешкає в посушливих умовах, має більш широкі листя і стоячі квіти, по яких вода стікає до кореня. Між західним і східним прострілом існує безперервний ряд проміжних форм, що мають виражений пристосувальний характер.

Вид синиця велика представлений трьома підвидами, що мешкають у трьох групах ареалів -- євроазіатської, південноазіатської і східноазіатськиій. Південноазійський синиці в південній і східній зонах контакту схрещуються з двома іншими підвидами. Східноазійські і євроазійські, оббита спільно в долинах Амура, не схрещуються. Учені припускають, що підвиди синиць сформувалися з настанням четвертинного заледеніння.

З заледенінням пов'язано, на думку вчених, і виникнення споріднених видів конвалії. Єдиний ареал виду, можливо, був розірваний льодовиком на кілька ізольованих частин. Конвалія, що пережив зледеніння, знову широко поширився по всій лісовій зоні, утворивши в Європі новий більший вид з широким віночком, а на Далекому Сході - вид з червоними черешками і інтенсивним восковий наліт на листках.

В середній смузі зростає близько 20 видів жовтцю. Вони займають різні місця існування - луки, ліси, береги річок та озер і т.д. Учені припускають, що внаслідок ізоляції лютики відокремилися спочатку в підвиди, а потім - у види.

На Галапагоських островах мешкає 10 видів пташок-в'юрків. Кожен вид має свої особливості. Наприклад, великий земляний в'юрок живиться насінням рослин і має товстий масивний дзьоб, а Дятловим в'юрок довгим прямим дзьобом дістає з-під кори комах. На думку Чарльза Дарвіна, англійського вченого, вперше детально вивчити галапагоських в'юрків, предкової особи цих видів, у далекому минулому залетівши на острови, розвивалися ізольовано.

Формування нових видів, пов'язане з географічною ізоляцією, еволюціоністи patris батьківщина) + називають аллопатріческім (грец. allos інший видоутворення.

Екологічна ізоляція. Інша причина, що приводить до дивергенції видів, - розходження екологічних ніш.

Вид окунь звичайний у великих озерах утворює дві популяції. Одні окуні живуть в прибережній зоні, харчуються дрібними тваринами і ростуть повільно, інші живуть на більшій глибині, харчуються рибою та ікрою, ростуть швидко. Популяції форелі нерестяться в гирлах різних гірських річок і струмків, тому спаровування між ними сильно утруднений, і розвиток відбувається ізольовано. Деякі лососеві риби метають ікру через рік. В один і той же нерестовище поперемінно приходять на нерест різні популяції: одна в парні роки, інша у непарні.

Види кажанів розрізняються способом харчування: одні - хижі, а інші плодоядние. Деякі види піраньї з потужними щелепами і гострими зубами харчуються виключно рослинами. Панда схожа на бурого ведмедя, але харчується в основному бамбуком. Лише зрідка панди поїдають інших тварин. Серед видів крокодила одні полюють на тварин, інші харчуються тільки рибою, а деякі копалини види були рослиноїдних.

П'ять видів синиць сформувалися, як припускають вчені, внаслідок різної харчової спеціалізації. Синиця чубата живиться насінням хвойних дерев, лазоревка видобуває дрібних комах з ущелин деревної кори, синиця велика ловить великих комах у міських садах і парках, а гаічка і московка - в лісах.

Близькі види звичайних європейських метеликів-білянок - капустница, репніца і брюквенніца - харчуються на личинкової стадії різною їжею. Гусениці капустницы і репніци поїдають тільки культурні види хрестоцвітих, а брюквенніци - дикі. Вид чорний дрізд в даний час існує у двох формах. Одні дрозди селяться поблизу житла людини, а інші - в глухих лісах. Ці два підвиди зовні невиразні.

За думку вчених, деякі види рослин в заплавах великих річок утворили види, дають насіння до або після розливу. Види, що вважаються вихідними, ростуть на незаліваемих місцях і запилюються, як правило, під час розливу.

Освіта нових видів в межах колишнього ареалу еволюціоністи називають сімпатріческім (греч.sym разом patris батьківщина) видоутворення. Припускають, що сімпатріческое видоутворення може бути викликане не лише зовнішніми умовами, але і перебудовами хромосомних наборів. В результаті в одному ареалі виникають генетично ізольовані популяції. У роді хризантем всі види мають кількість хромосом кратне 9: 18, 27, 36 ... 90, в роді картоплі - кратне 12: 24, 48, 72. Культурна зливу (48 хромосом в диплоїдної наборі) є гібридом терну (16 хромосом) і аличі (8 хромосом) з наступним подвоєнням набору. На думку еволюціоністів, виникнення нових видів у дрозофіли було пов'язано з перебудовами хромосом.

Припущення про сімпатріческом видоутворенні засноване на тому, що і можливі вихідні види, і дочірні форми морфологічно дуже близькі.

Справедливо зробити висновок, що варіації ознак, що спостерігаються вченими, а також щодо правдоподібні гіпотези видоутворення обмежені межами груп дуже подібних істот.

Прийнято вважати, що головне біологічне значення подібних змін в популяціях полягає в забезпеченні життєздатності організмів в умовах зовнішнього середовища при найбільш повному їх використанні. Закладена Творцем здатність організмів до змін дозволяє істотам розселятися по всій планеті і заповнювати самі різні екологічні ніші відповідно до Його Промислом, звичайно ж, не завжди спрямованим лише на забезпечення життєздатності. Тому використання терміна "еволюція" в значенні саморозвитку стосовно до змін в популяціях не цілком правомірно.

Закон Харді-Вайнберга. У численної популяції при вільному схрещуванні, відсутності мутацій, міграції і відбору особин за фенотипом умовами зовнішнього середовища дотримується постійне співвідношення між домінантними і рецесивними алелями (відповідно, між гомо-та гетерозиготний), зване законом Харді-Вайнберга. Він базується на закономірностях, відкритих Менделем і справедливий лише для популяцій, що знаходяться в рівновазі.

Якщо ген в популяції представлений двома алелями - домінантним А і рецесивним а, частота зустрічальності А - р, тоді зустрічальність алелі а буде q = 1 - р (в відсотках q = 100% - р). У гаметах буде р алелей А і q алелей а: РА + qа. Досліджуємо різноманітність ознак серед нащадків:

(РА + qа) Х (РА + qа) = ррАА + рqАа + qраА + qqаа

Таким чином, в аналітичному вигляді закон Харді-Вайн-берга набуде вигляду:

(РА + qа) 2 = Р2АА + 2рqАа + q2аа

Користуючись законом Харді-Вайнберга, можна дізнатися, який відсоток особин має рецесивний ген по якому-небудь спадкового захворювання. Нехай зустрічальність захворювання q2 = 0,01 (1%), тоді q = 0,1, а р = 0,9. Зустрічальність рецесивних носіїв - 2рq = 0,18, тобто 18% особин.

В реальних популяціях відхилення від рівноваги, а отже, і від закону Харді-Вайнберга, можуть бути досить істотними. Так, при заселенні групою особин нових територій виникла популяція за генотипом буде сильно відрізнятися від початкової. Якісь малопоширені у вихідній популяції гени можуть виявитися в достатку, інших, широко поширених в колишній популяції, може виявитися мало. У результаті співвідношення між зустрічальність гомо-та гетерозиготних особин зміниться, і в популяції почнеться так званий дрейф генів - випадкове ненаправленої зміна частот алелей в результаті схрещування.

При втрати частини генофонду внаслідок дрейфу генів збільшується однорідність популяції, зростає її гомозиготності. У нечисленної популяції ескімосів Гренландії (близько 300 осіб) на момент дослідження майже всі люди мали одну і ту ж групу крові - були гомозиготних за відповідним алелей.

До дрейфу генів наводять і коливання чисельності - популяційні хвилі - з випадковим зміною генофонду популяції внаслідок пожеж, повеней, посухи, сильних морозів. Популяційні хвилі розмноження хижаків знаходяться в тісному взаємозв'язку з коливаннями чисельності білок, зайців, мишей і пр. У комах і однорічних рослин спостерігаються сезонні популяційні хвилі.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.portal-slovo.ru/