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自然选择和遗传漂变

花匠小妙招
2024-12-18 01:43

自然选择和遗传漂变 - ok

第5章生物种及其变异与进化哈代-魏伯格定律（Hardy-Weinberg frequencies）是指在一个巨大的、个体交配完全随机、没有其它因素的干扰（如突变、选择、迁移、漂变等）的种群中，基因频率和基因型频率将世代保持稳定不变。这种状态被称为种群的遗传平衡状态　设二倍体个体的染色体某一座位有二对等位基因，记为A1和A2；假如种群基因库中有50％A1和50％A2，那么其基因型频率将是25％A1A1，50％A1A2和25％A2A2。如果没有其他别的过程干扰基因平衡，则随机交配将保持这个基因型频率在世世代代中不变。变异是自然选择的基础　形态、生理、行为和生态特征上的差异或区别　存活能力和生育能力上的不同　自然选择过程的基础　　不同基因型的个体具有同样的存活能力和生育能力，那么就没有自然选择，这样的基因型之间，可以称为选择中性。因此，自然选择只能出现在具有不同存活和生育能力的、遗传上不同的基因型个体之间。广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异，称为地理变异表现型特征或等位基因频率逐渐改变的种群叫渐变群环境选择压力在地理空间上不连续，或物种种群隔离，则会形成地理亚种自然选择模型假设的理想种群出发：在一个世代离散随机交配的种群中，设世代开始于受精卵（当时的基因型是按哈-温比率分布的），配子融合后开始在环境中死亡，从受精卵到下次交配受精为一世代，各基因型的存活率和生育率都为一定值。 l11表示A1A1基因型个体存活率， l12表示A1A2基因型个体存活率， l22表示A2A2基因型个体存活率； m11表示A1A1基因型个体生育力， m12表示A1A2基因型个体生育力， m22表示A2A2基因型个体生育力。在每一世代（t）开始时统计合子数量，并以Nt表示。A1基因频率为pt，A2基因频率为qt，所以qt=（1-pt）。可以预测自然选择如何影响基因库。包括5个步骤：用W来表示m与l两值积，即 W11=m11l11 W12=m12l12 W22=m22l22 W可以称为适合度（fitness，也称适应值），它综合了存活率和生育力，因此，某一基因型个体的适合度实际上就是它下一代的平均后裔数。在大种群中，后代易于保持原来的遗传结构，不大容易发生偏离。如果种群很小，遗传结构就很可能发生偶然的变化，某个基因或基因型可能从种群中消失。遗传漂变（genetic drift）就是指基因频率在小的种群里随机增减的现象例如：只有一个杂合的A1A2自交植株的种群两种进化动力的比较自然选择强度决定于适合度的不同，W值之间区别越大，自然选择强度就越高。表示自然选择强度的指标是选择系数，以s表示。其计算： ①取最大的W值，并以它除所有W值，得相对适合度，通常以小写w表示。例如W11=2， W12=1，W22=0.5，则其相对适合度分别为 w11=W11/2=1 w12=W12/2=0.5 w22=W22/2=0.25 ②然后找出w值间的最大差值，即选择系数s。上例中，s=1-0.25=0.75。遗传漂变的强度决定于种群大小，种群越大，遗传漂变越弱；种群越小，遗传漂变越强。种群大小的倒数，可以用作遗传漂变强度的指标。自然选择和遗传漂变是两种进化动力研究的焦点集中于所谓的“中性说论战”（neutrality controversy）上，尤其是，当已确定自然种群某染色体座位是多型的时候，就要追究这种多型性是由于强烈自然选择所决定的（例如异配优势），还是由于彼此选择中立的等位基因世代间的随机变化（即遗传漂变）的结果。 ①第一类假说认为遗传变异完全是突变和遗传漂变的结果，不包括自然选择，可称为中性说。中性说是根据分子生物学成果（蛋白质分子进化的速度是恒定的）。 ②第二类认为遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择的联合结果。根据这种学说，多数突变是有害的或中性的，有利的突变很少见。自然选择使有害的突变减少和消失，但对中性的突变是中立的。这个学说可称为筛选选择说（sieve selection hypothesis）。 ③平衡选择说（balancingselection hypothesis），认为遗传变异完全是自然选择的结果。如果一个种群在某一时期由于环境灾难或过捕等原因数量急剧下降,这会伴随基因频率的变化和总遗传变异的下降,这个过程叫遗传瓶颈遗传变异和特定基因在新种中的呈现将完全依赖这少数几个移植者的基因型,从而产生建设者种群由于移植种群和母种群有不同的选择压力,使建设者种群与母种群的差异越来越大,此种现象称为建立者效应(奠基者效应) 表型的自然选择类型选择的结果形成了生物的适应性。