Strona główna

Genetyka ekologiczna I populacyjna w 12 Dryf genetyczny


Pobieranie 20.72 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar20.72 Kb.
Genetyka ekologiczna i populacyjna W 12

Dryf genetyczny:

  • Cenzusowa wielkość populacji (Nc) (N) to liczba osobników

  • Efektywna wielkość populacji (Ne) odnosi się do takiej liczebności wyidealizowanej populacji, w której tempo dryfu genetycznego byłoby takie same jak w rzeczywistej populacji


Dryf genetyczny – proces losowy polegający na tym, że częstość alleli zmienia się z pokolenia na pokolenie a przyczyna tych zmian jest zróżnicowana rozrodczość (jedne osobniki mają więcej potomstwa, inne mniej, a niektóre w ogóle). Zmiany wywołane przez dryf genetyczny najczęściej nie maja znaczenia adaptacyjnego, czyli są neutralne.


  • Np. w populacji 1000 osobników tylko 100 się rozmnaża to Ne=100 osobników, a dryf genetyczny działa w tej liczbie 100 osobników

Ne/Nc=100/1000=0,1 (miara często występująca w populacjach)

  • Często efektywna wielkość populacji jest mniejsza od faktycznej

  • spowodowane to różną proporcją płci

  • lwy morskie  harem


Powody dla których Ne jest mniejsze od N

  • proporcje płci:

NeNe= 4(Nm)(NF)/(Nm+NF)

Nm- policzalna liczba samców

NF- policzalna liczba samic

Nm≠Nf to Ne < Nm + NF


  • Zmiany w liczebności populacji, fluktuacje

Ne= t[(1/Ne1)+(1/Ne2)+(1/Ne3)…+(1/Net)]

t- liczba analizowanych pokoleń

Ne1- efektywna wielkość populacji w pokoleniu 1
Efekt „szyjki butelki” (Efekt wąskiego gardła) – zmniejszenie liczby osobników w 1 pokoleniu zostawiające ślady genetyczne (następuje spadek He (heterozygotyczność oczekiwana) i eliminacja rzadkich alleli)


  • Zróżnicowany sukces rozrodczy

    • Ne= (4N-2)/(ZSR + 2)

Sukces rozrodczy – liczba osobników wydanych na świat przez jakiegoś osobnika

Jak się oblicza Ne

  • Bada się frekwencje alleli (Fc) w kilku (x,y) sezonach:

Fc= 1/K∑ (xi-yi)/[(xi–yi)2 / (2-xiyi)]

K- całkowita liczba alleli i frekwencja danego allelu w czasie x, y

Ne= t/2 [Fc-1/(2S0 )- 1(2St)

t – odstęp międzypokoleniowy

S0 – wielkość próby w czasie zero

St – wielkość próby w czasie t


Wartość Ne/N

  • Ne obliczono na podstawie okresowej wariancji frekwencji alleli

    • Traszka grzebieniasta- 0.16

    • Niedźwiedź grizzly- 0.27

    • Kot domowy - 0.40

    • Pstrąg tęczowy- 0.73


Ne a dryf i zmienność genetyczna

  • W efekcie działania dryfu genetycznego zmienność genetyczna zmniejsza się, wyraża to wzór: 1/(2Ne)

  • Znając efektywną wielkość populacji, jej poziom heterozygotyczności w czasie zero (H0) możemy obliczyć poziom heterozygotyczności po upływie t pokoleń

Ht/H0=[1-1/(2N)]t

  • Dobór naturalny będzie siła determinującą, i jest siłą stochastyczną

  • populacja po pewnym czasie uzyskuje stan homeostazy genetycznej, zmiana którego jest niepożądana

  • dryf zapoczątkowuje zmiany

  • działania stochastyczne powodują osiągnięcie nowego szczytu adaptacyjnego.

  • Dryf może powodować, że na kolejnym etapie konkurujące populacje mogą wypierać jedna drugą- ewolucja filetyczna- Simson; Rench- anageneza

  • Dryf doprowadza do odchyleń od stanu równowagi


Efekt założyciela

  • Twórca - Ernst Mayr

  • Populacja zakładana przez niewielką liczbę osobników

  • Skrajne przypadki- 1 zapłodniona samica

    • Pająki poruszają się na nitkach

    • ERUPCJA NA KRAKATAU

  • Następuje to miejscu oddalonym od obszaru ciągłego zasięgu ciągłego gatunku

  • Skutki efektu założyciela:

    • Zawiera część zmienności genetycznej pierwotnej populacji

    • Ujawnia się efekt dryfu genetycznego

    • Następuje kojarzenie krewniacze - wzrost homozygotyczności

    • Pojawienie się nowych mutacji podlegającym odmiennej presji selekcyjnej

    • Utrwalenie mutacji – nowe mutacje zostają włączone do puli genowej populacji

    • Inaczej zaaranżowana pula genowa powoduje, iż populacja osiąga nowy szczyt adaptacyjny (homeostazę)

Populacje na skraju zasięgu często umożliwiają powstanie efektu założyciela

Analiz pokrewieństwa genetycznego u naczelnych

  • Rezusy: Macaca mulata i M. fascicularis

    • Okresowa płodność

    • U M. mulata

      • jest układ hierarchiczny (samiec alfa i samica alfa)

      • na 29 osobników potomnych 7 w ciągu 2 lat było biologicznym potomstwem samca alfa (24%)

      • reszta to potomstwo średnich i niskich samców

      • sukces rozrodczy samców zależał od pozycji matki

      • czynniki socjalne ważne w przekazywaniu genów

    • u M.fascicularis

      • faza płodności samic jest rozłożona w czasie

  • Wyjec rudy: Alouatta semiculus

    • Stada małe i zwarte

    • W czasie dominacji wszyscy potomkowie byli dziećmi samca alfa

    • Status społeczny nie ma znaczenia w liczbie potomstwa

  • Orangutan: Pongo pygmaeus

    • Silne zaznaczenie drugorzędnych cech płciowych u dominujących samców- talerze i mocno rozwinięty worek rezonatorowy (u pozostałych samców zahamowane)

    • Mikrosatelitarny DNA – jednaki w 50% potomstwa w populacji

    • Różna strategia rozrodcza

    • Nie trzeba być samcem alfa żeby osiągnąć sukces rozrodczy

  • Pawian malajski: Papio cyanecephalus

    • Samce potrafią rozróżniać swoje potomstwo – dalsza pomoc społeczna (np. w konfliktach międzygrupowych)


Socjobiologia ptaków:

  • Setki gatunków

  • Łuszczak indygo- 35% nieprawego potomstwa

  • Chwostka szafirowa – 75% (albo 70%)nieprawego potomstwa

  • Strzyż barwny- 100% własnego potomstwa

  • Kaczka krzyżówka- 17% nieprawego potomstwa

  • Wróbel domowy- 26% nieprawego potomstwa

  • Struś afrykański- samice składają jaja u siebie i innych a samiec zapładnia u siebie i innych- 30% jaj jest od rodziców opiekujących się gniazdem


Przepływ genów

Następuje między populacjami, na skutek dyspersji gamet i migracji osobników

Aby go wyliczyć:

Pomiędzy dryfem utrwalającym allel w populacji a dryfem innych alleli z innych populacji wartość równa jest:

Nm= (1/FST-1)/4

Nm – tempo przepływu genów między populacjami i wyraża liczbę imigrantów na pokolenie

FST - miara zróżnicowania częstości alleli między populacjami dla alleli neutralnych

FST= 1/ 4Nm+1

W stanie równowagi między dryfem utrwalającym allel w populacji a przepływem genów z innych populacji w tempie m FST jak w wyżej podanym wzorze

N=Ne
Zróżnicowanie populacji a przepływ genów:



  • Nie wszystkie osobniki migrują na dalekie obszary

  • Osobniki zasiedlają określony obszar i najczęściej tam zostają

  • Osobniki w populacji nie kojarzą się losowo

  • Zwierzęta o dużym potencjale do dyspersji są mniej zróżnicowane niż zwierzęta o małym potencjale dyspersji


Rumina decallata – ślimak, który sam się zapładnia, żyje w obszarze śródziemnomorskim. Występuje w dwóch wysoce zinbredowanych (chów wsobny) grupach. W ciemnej i jasnej populacji były inne zestawy alleli. Te 2 linie rzadko się krzyżują, czyli w obrębie każdej linii geny są silnie sprzężone, samozapłodnienie redukuje rekombinację
Przepływ genów przez pyłek i nasiona czyniony jest dzięki działaniu wiatru i zwierząt. U drzew tropikalnych przeważnie czynią to zwierzęta. Drzewa tropikalne rozmnażają się przez zapłodnienie krzyżowe. Wartość Nm (przepływu genów) było umiarkowane do dużego.

Drzewa klimatu umiarkowanego są z reguły wiatropylne. Nm od umiarkowanego do dużego.



Pinus contorta Nm=8,1

Pinus banksiana Nm=6,7

U gatunków z ograniczonymi przepływami genów Nm jest niewielkie



Pinus torreyana Nm=0

Pinus halepensis Nm=0,6


/w12


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość