DSCN6282 (Kopiowanie)

6.12. Genetyka populacji

Mianem populacji określamy pewną liczbę osobników jednego gatunku, zasiedlających Jakiś obszar i tworzących na tym obszarze

pewną biologiczną całość__

W odniesieniu do ludzi możemy zatem mówić o populacji wielkiego miasta (np. Rzymu, \Sfcrszawy, Nowego Jorku); kraju, kontynentu. Populacje mogą być małe lub duże. Mogą też zasiedlać małe lub duże terytoria - zależy to głównie od ruchliwości osobników.

Osobniki jednej populacji w zasadzie mogą bez przeszkód i losowo kojaizyć się ze sobą, dając płodne potomstwo (należą przecież do jednego gatunku). Taką populację nazywamy mcndlowską. Jeżeli jest ona dostatecznie duża, to osobniki homozygotycznc i heterozygotyczne w stosunku do alleli danych genów będą w kolejnych pokoleniach występować w tych samych proporcjach liczbowych. Stwierdzili to niezależnie od siebie w 1908 roku matematyk Hardy i lekarz Weinbcig.

f występowania różnych genotypów w populacji jest stała i zależna jedynie od częstości występowania alleli w danej populacji.

Prawo to stosuje się do dużych, mcndlowskich populacji. Dla przypadków występowania dw ócb alleli rozkład genotypów w populacji możemy przedstawić matematycznie jako kwadrat dwumianu.

Genetyka współczesna tłumaczy ten fakt następująco. Załóżmy, że badamy populację ślimaka ogrodowego (Cepaea hortensts) na terenie występowania, np. w Polsce. O ubarwieniu muszli tego mięczaka decyduje para alleli: A (jednolicie ubarwiona) i a (pasiasta) - por. tyc. 6-17. Każdy osobnik w danej populacji może mieć zatem albo genotyp AA, albo Aa bądź też aa; innej możliwości nie ma. Jeżeli wymienione wyżej genotypy występują w populacji w stosunku ^lA • AA: % 1 Aa: K • aa, jeśli poza tym kojarzenie par w populacji jest losowe i płodność krzyżówek jest mniej więcej jednakowa, to stosunek ten w następnych pokoleniach też będzie wynosił %: Vi: V*.

Możemy ilość genów A i a w populacji ślimaka oznaczyć odpowiednio symbolami p (ilość genów A) i q (ilość genów a). Wówczas p+q - I (ponieważ każdy gen musi być albo p albo q). W każdym pokoleniu określona liczba p plemników zawierających czynnik A i pewna liczba q plemników zawierających czynnik a zapładnia liczbę p jaj z czynnikiem A i liczbę q jaj posiadających gen a. W ten sposób: (pA + qa) x (pA + qa)= (pA + qa/. Kwadrat dwumianu rozwinięty matematycznie przybiera postać: p*AA+2 pq Aa +q²aa. Oznacza to, że w każdym pokoleniu liczba heterozygot będzie dwukrotnie wyższa niż liczba homozygot dominujących i niż liczba homozygot recesywnych.

Matematyczna formuła prawa Hardy'cgo-Weinberga pozwala na obliczenie częstości występowania poszczególnych alleli w populacji. Jeżeli znamy wartość p? (częstość genotypu AA) lub wartość q-’ (częstość genotypu aa), możemy obliczyć częstość pozostałych genotypów. Jedynym waiunkiem jest, aby cecha była determinowana jedną parą genów (gdy liczba alleli jest większa, stasujemy inne wzory |. Na przykładalhini/m polegający na niewytwarzaniu melaniny - barwnika skóry (por. iyc. 6-41) występuje w populacjach ludzkich z częstością I /20 000. Jest to cecha rcccsywna, a więc ujawnia się jedynie u homozygot. Zatem częstość występowania homozygot (wartość q-’) wynosi 1/20 000. Obliczamy q jako pierwiastek z wynosi on w przybliżeniu 1/141. Następnie obliczamy p. wychodząc ze wzoru: I -q = p(bo:p + q = l):p= 140/141. Możemy teraz korzystając ze wzoru Hardy'ego-Weinbeiga obliczyć częstość występowania heterozygot Aa (czyli ludzi przenoszących gen itlbintonu. lecz mc ujawniających go): 2 pq = 2 x 140/141 x 1/141 = 1/70. A zatem co 70 człowiek nie będący albinosem jest nosicielem genu warunkującego albinizm. Jak obliczył H.J. Muller, przeciętnie biotą! każdy człowiek jest nosicielem mniej więcej 8 genów recesywnych. które ze społecznego punktu

*ul/Mtia sa nn‘no/iid:ifn‘