Популяционные волны и дрейф генов

Популяционными волнами или волнами жизни называют периодические или апериодические колебания численности организмов в популяции. Причины колебаний имеют экологическую природу. Так, размеры популяций жертвы растут при снижении давления на них со стороны хищника. Отмечаемое при этом увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что интенсифицирует истребление жертвы. Изменение генофондов популяции происходит как при подъеме, так и при снижении популяционной волны. При росте численности организмов наблюдается слияние ранее разобщенных популяций и объединение их генофондов. В результате такого слияния возникают генофонды с измененными по сравнению с исходными частотами аллелей. Рост количества организмов сопровождается расширением занимаемой территории. На гребне популяционной волны некоторые группы особей выселяются за пределы ареала вида и оказываются в необычных условиях существования. В таком случае они испытывают действие новых факторов естественного отбора. Повышение концентрации особей в связи с ростом их численности усиливает внутривидовую борьбу за существование. При спаде численности наблюдается распад крупных популяций. Возникающие малочисленные популяции характеризуются измененными генофондами. В условиях массовой гибели организмов редкие мутантные аллели могут быть генофондом потеряны. При сохранении редкого аллеля его концентрация в генофонде малочисленной популяции возрастает. На спаде волны часть популяций остается за пределами обычного ареала. Чаще всего они под действиями условий среды вымирают, реже, при благоприятном генетическом составе такие популяции переживают период спада численности Популяционные волны – это эффективный фактор преодоления генетической инертности природных популяций. Под дрейфом генов понимают случайные изменения генных частот, вызванные конечной численностью популяции. Чтобы понять, как возникает генный дрейф, рассмотрим вначале популяцию минимально возможной численности N = 2: один самец и одна самка. Пусть в исходном поколении самка имеет генотип A1A2, а самец – A3A4. Таким образом, в начальном (нулевом) поколении частоты аллелей A1, A2, A3 и A4 равны 0,25 каждая. Особи следующего поколения могут равновероятно иметь один из следующих генотипов: A1A3, A1A4, A2A3 и A2A4. Допустим, что самка будет иметь генотип A1A3, а самец – A2A3. Тогда в первом поколении аллель A4 теряется, аллели A1 и A2 сохраняют те же частоты, что и в исходном поколении – 0,25 и 0,25, а аллель A3 увеличивает частоту до 0,5. Во втором поколении самка и самец тоже могут иметь любые комбинации родительских аллелей, например A1A2 и A1A2. В этом случае окажется, что аллель A3, несмотря на большую частоту, исчез из популяции, а аллели A1 и A2 увеличили свою частоту (p1 = 0,5, p2 = 0,5). Колебания их частот в конце концов приведут к тому, что в популяции останется либо аллель A1, либо аллель A2; иными словами и самец и самка будут гомозиготны по одному и тому же аллелю: A1 или A2. Ситуация могла сложиться и так, что в популяции остался бы аллель A3 или A4, но в рассмотренном случае этого не произошло. Дрейф генов обусловливает утрату или закрепление аллелей в гомозиготном состоянии у всех членов популяции вне связи с их приспособительной ценностью. Он играет важную роль в формировании генофондов малочисленных групп организмов, изолированной от остальной части вида.

Date: 2016-05-23; view: 1012; Нарушение авторских прав