Определение понятия популяция. Экологическая и генетическая характеристики популяции

Популяция – это совокупность особей одного вида, длительно населяющих определенное пространство, способных к панмиксии и отделенных от других особей этого вида какой-либо формой изоляции.

Экологическая характеристика популяции – определенный ареал, численность особей, возрастной состав, половой состав, плотность. Места обитания – луг, поле, лес, озеро и т.д.

По численности различают популяции от нескольких сот особей до нескольких тысяч. Чем меньше популяция, тем больше угроза ее вымирания.

Устойчивая популяция включает в себя все возрастные группы - от новорожденных до стариков.

По половому составу популяции в основном характеризуются равным соотношением мужских и женских особей. У человека при рождении 106 мальчиков на 100 девочек; к 18 годам 100: 100; к 50 годам 85: 100; а к 80 годам 50:100. Плотность популяции – количество особей приходящихся на единицу площади.

Генетическая характеристика популяции.

Генетически популяция характеризуется ее генофондом (совокупность аллелей образующих генотипы организмов в этой популяции.)

Генофонды природных популяций отличаются:

1) наследственным разнообразием (генетическим полиморфизмом)

2) генетическим единством

3) динамическим равновесием доли особей с разными генотипами.

Наследственное разнообразие – это присутствие одновременно различных аллелей отдельных генов. Оно создается мутационным процессом.

Генетическое единство – популяции обуславливается достаточным уровнем панмиксии. В условиях случайного подбора скрещивающихся особей источником аллелей является весь генофонд популяции.

Динамическое равновесие – в популяцию одновременно могут входить особи с доминантными и рецессивными признаками. В пределах генофонда популяции доля их, при соблюдении некоторых условий, из поколения в поколение не изменяются. Это было доказано законом Харди – Вайнберга.

Закон Харди – Вайнберга.

"В популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствии мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение".(1908 г.)

Допустим, что в генофонде популяции, удовлетворяющей описанным условиям, некий ген представлен аллелями А₁ и А₂, которые встречаются с частотой p и q. Так как других аллелей в данном генофонде не встречается, то p + q = 1. При этом q = 1- p, p = 1-q. Гаметы с аллелям А₁ будут встречаться с частотой p, а с А₂ – q. Если скрещивание случайное, то при оплодотворении образуются зиготы со следующими генотипами:

т.о. генотипы A₁ A₁ с частотой p²

т.о. генотипы A₁ A₂ с частотой 2 pq

т.о. генотипы A₂ A₂ с частотой q²

частота всех генотипов p² + p q+ q²

По достижении половой зрелости особи A₁ A₁ и A₂ A₂ дадут в среднем одинаковое число гамет с частотой p² и q²соответственно, а

A₁ A₂-1/2(2 p q)= 2 p q/2= pq

то доля А₁ гамет равна p² + pq= p(p+ q)=p(1)=p

то доля А₂ гамет равна q² + pq= q (p+ q)= q (1)= q

т.е. частота генов во втором поколении осталась такой же, что была в популяции родителей. Аналогичные расчеты можно произвести для локусов с любым числом аллелей. Уравнение, Харди – Вайнберга рассмотренное выше, справедливо для аутосомных генов.