Этапы развития популяционной генетики и ее значение

Разбираемся с темой популяционной генетики: ее определение, для чего нужна, кто является основателем и главные этапы развития этого раздела биологии.

Что такое популяционная генетика

Это раздел генетики, который занимается изучением генофонда целых популяций и его изменений под влияний движущих сил эволюции,  пытается объяснить различные процессы адаптации и формирования видов. Популяционная генетика является одной из важнейших составляющих синтетической теории эволюции.

Для чего нужна популяционная генетика

Необходимость изучения раздела строится на идее о том, что именно через популяционный уровень происходит генетическая преемственность поколений. А значит, что и такие важные биологические свойства, как численность, плодовитость, устойчивость к заболеваниям, тоже можно отслеживать и регулировать.

Существуют определенные механизмы, которые определяют генетически структуру популяций. Их можно разделить на две группы:

1. Поддерживающие равновесие. К ним относятся естественный отбор и дрейф генов. Естественный отбор —  основной фактор эволюции, в результате которого поддерживается и увеличивается число тех особей, кто сумел приспособиться под новые условия. Дрейф генов — случайные изменения частот аллелей (различные формы одного и того же гена) и генотипов, происходящие в небольшой полиморфной популяции при смене поколений.
2. Нарушающие равновесие. Это мутагенез и поток генов. Мутагенез отвечает за процесс изменения в нуклеотидной последовательности ДНК, который в дальнейшем приводит к мутациям. Поток генов — это перенос аллелей генов из одной популяции в другую.

Кто является основателем метода исследования

На становление популяционной генетики повлияли Сьюэл Райт, Джон Холдейн, Рональд Фишер и Сергей Четвериков. Однако ключевые закономерности, определяющие частоты аллелей в популяции, были определены Годфри Харди и Вильгельмом Вайнбергом.

Закон Харди-Вайнберга гласит: в популяции бесконечно большого размера, в которой не действует естественный отбор, не идет мутационный процесс, нет обмена особями с другими популяциями, не осуществляется дрейф генов, а скрещивания случайны —  частоты генотипов  по какому-либо аллельному гену будут поддерживаться на одном уровне из поколения в поколение. Такое утверждение соответствует формуле:

\(p^2 + 2pq + q^2 = 1,\) где

\(p^2\) — доля гомозигота по одному из аллелей,

\(p\) — частота этого аллеля,

\(q^2\) — доля гомозигота по альтернативному аллелю,

\(q\) — частота соответствующего аллеля,

\(2pq\) — доля гетерозигот.

Этапы развития популяционной генетики

История становления этого раздела генетики состоит из четырех основных этапов, которые затрагивают определенные промежутки времени и имеют свое значение:

1. Вторая половина 1920-х — конец 1930-х годов. Период характеризуется накоплением информации о генетической гетерогенности популяций. Итогом стало появление представлений о полиморфизме (способность некоторых организмов существовать в состояниях с различной внутренней структурой или в разных внешних формах) популяций.
2. 1940-е - середина 1960-х годов. На этом этапе осуществляется изучение механизмов поддержания генетического полиморфизма популяций. Появляются представление о важности гетерозиса в становлении генетического полиморфизма.
3. Вторая половина 1960-х — конец 1970-х. Широко применяется белковый электрофорез для изучения полиморфизма популяций. Происходит формирование идей о нейтральном характере эволюции.
4. С конца 1970-х годов. Происходит смещение в сторону ДНК-технологий для изучения особенностей процессов, осуществляющихся в популяциях. Одним из важнейших моментов этого этапа является начало широкого применения вычислительной техники и специальных программ для анализа различных типов генетических данных.

Остались вопросы? Не справляешься с контрольной работой, курсовой или дипломом? Пиши специалистам ФениксХелп, они помогут разобраться с работой любой сложности.