Миграция

Миграцией называется процесс перемещения особей из одной популяции в другую и последующее участие в процессе размножения представителей этих двух популяций. Миграция обеспечивает “поток генов”, т.е. изменение генетического состава популяции, обусловленное поступлением новых генов. Миграция не влияет на частоту аллелей у вида в целом, но в локальных популяциях поток генов может существенно изменить относительные частоты аллелей при условии, что у “старожилов” и “мигрантов” исходные частоты аллелей различны.

В качестве примера рассмотрим некоторую локальную популяцию А, членов которой будем называть старожилами, и популяцию Б, членов которой назовем мигрантами. Допустим, что доля последних в популяции равна m, тогда в следующем поколении потомство получает от старожилов долю генов, равную (1- m), а от мигрантов – долю, равную m. Сделаем еще одно допущение: в популяции, из которой осуществляется миграция, средняя частота аллеля а составляет р, а в локальной популяции, принимающей мигрантов, его исходная частота равна р ₀.

Частота встречаемости аллеля (а) в следующем (смешанном) поколении в популяции – реципиенте составит:

p ₁ = (1- m) p ₀ + mp = p ₀- m (p-p ₀)

За одно поколение частота аллеля а изменится на величину D Р, рассчитываемую по формуле: DР = р ₁ - р ₀. Подставив в это уравнение полученное выше значение р ₁, получим: D Р = р ₀ - m (р ₀ - Р) - р ₀ = - m (р ₀ - Р). Таким образом, чем больше доля пришельцев в популяции и чем больше различия в частотах аллеля а у представителей популяции, в которую иммигрируют особи, и популяции, из которой эмигрируют, тем выше скорость изменения частоты этого аллеля.

D Р =0 в двух случаях: 1) если миграция отсутствует (т.е. m =0); 2) если частоты аллелей (а) совпадают в обеих популяциях (р ₀- Р). Следовательно, если миграция не останавливается и популяции продолжают смешиваться, то частота аллеля в популяции – реципиенте будет изменяться до тех пор, пока р ₀ не будет равняться Р, пока частоты встречаемости аллеля (а) не станут одинаковыми в обеих популяциях.

Для расчета изменения частоты встречаемости аллеля в двух соседних популяциях во времени используется формула:

р ₁- Р = (1- m)^t (р ₀- Р),

где t – число поколений миграции;

р ₁- Р – различие в частотах встречаемости аллеля в обеих популяциях.

Эта формула представляет определенную ценность. Во-первых, она позволяет рассчитать частоту аллеля в локальной популяции (популяции старожилов) по прошествии (t) поколений миграции с известной скоростью (m)(при условии, что исследователю известны исходные частоты аллелей р ₀ и р ₁). И во-вторых, зная исходные частоты аллеля в популяции, из которой мигрируют особи, и в популяции, в которую они мигрируют, конечные (после миграции) частоты аллеля в популяции – реципиенте и продолжительность процесса миграции (t), можно рассчитать интенсивность потока генов (m).

Примером могут служить генетические последствия миграции негров в США. Потомство от смешанных браков между белыми и неграми принято относить к негритянскому населению. Следовательно, смешанные браки можно рассматривать как поток генов из белой популяции в негритянскую. Частота аллеля R ⁰, контролирующего резус-фактор, у белого населения США составляет Р =0,028. В африканских племенах, от которых происходит современное негритянское население США, частота этого аллеля равна р ₀ = 0,630. Предки современных негров США были вывезены из Африки примерно 300 лет назад (около 10 поколений), следовательно, t=10. Частота аллеля R ⁰ у современного негритянского населения США составляет р _t = 0,446. Полученное выше уравнение можно переписать а виде:

Подставляя значения соответствующих величин, получаем:

m = 0,036.

Таким образом, поток генов от белого населения США к негритянскому шел со средней интенсивностью 3,6% за одно поколение. В результате через 10 поколений доля генов африканских предков составляет сейчас (1- m)¹⁰=0,694 общего числа генов современного негритянского населения США. Около 30% генов

(1-0,694=0,306) американские негры унаследовали от белого населения.

Произведенные выше расчеты носят приближенный характер, но дают общее представление о генетических последствиях межрасовых браков в США. Очевидно, что поток генов между белым и негритянским населением был весьма значителен.