Популяционная генетика
Популяционная генетика — это раздел генетики , изучающий генетические различия внутри популяций и между ними , и являющийся частью эволюционной биологии . Исследования в этой области Б. исследуют такие явления, как адаптация , видообразование , структура популяций . [1]
Популяционная генетика была жизненно важным компонентом в появлении современного эволюционного синтеза . Его основными основателями были Сьюэлл Райт , Дж. Б. С. Холдейн и Рональд Фишер , которые также заложили основы родственной дисциплины количественной генетики . Традиционно высокоматематическая дисциплина, современная популяционная генетика включает в себя теоретические, лабораторные и полевые исследования. Популяционные генетические модели используются как для статистических выводов из данных о последовательности ДНК, так и для подтверждения/опровержения концепции. [2]
Что отличает популяционную генетику от более новых, более фенотипических подходов к моделированию эволюции, таких как эволюционная теория игр и адаптивная динамика , так это акцент на таких генетических явлениях, как доминирование , эпистаз , степень, в которой генетическая рекомбинация нарушает неравновесие по сцеплению , и случайные явления. мутаций и генетического дрейфа . Это делает его пригодным для сравнения с данными популяционной геномики .
Популяционная генетика началась как примирение менделевских моделей наследственности и биостатистики . Естественный отбор вызовет эволюцию только в том случае, если в популяции достаточно генетической изменчивости . До открытия менделевской генетики одной из распространенных гипотез была смешанная наследственность . Но при смешанном наследовании генетическая изменчивость будет быстро утрачена, что сделает эволюцию посредством естественного или полового отбора неправдоподобной. Принцип Харди – Вайнбергадает решение того, как сохраняется изменчивость в популяции с менделевским наследованием. Согласно этому принципу частоты аллелей (вариаций гена) останутся постоянными в отсутствие отбора, мутаций, миграции и генетического дрейфа. [3]
Следующим ключевым шагом стала работа британского биолога и статистика Рональда Фишера . В серии статей, начавшейся в 1918 году и завершившейся его книгой 1930 года «Генетическая теория естественного отбора », Фишер показал, что непрерывная изменчивость, измеряемая биометристами, может быть вызвана совместным действием многих отдельных генов, и что естественный отбор может изменить аллель. частоты в популяции, что приводит к эволюции. В серии статей, начиная с 1924 года, другой британский генетик, Дж. Б. С. Холдейн , разработал математические расчеты изменения частоты аллелей в одном генетическом локусе в широком диапазоне условий. Холдейн также применил статистический анализ к реальным примерам естественного отбора, таким какэволюция перечной моли и промышленный меланизм , и показали, что коэффициенты отбора могут быть больше, чем предполагал Фишер, что приводит к более быстрой адаптивной эволюции в качестве стратегии маскировки после увеличения загрязнения. [4] [5]
Американский биолог Сьюэлл Райт , имевший опыт экспериментов по разведению животных , сосредоточил внимание на комбинациях взаимодействующих генов и эффектах инбридинга на небольшие, относительно изолированные популяции, демонстрирующие генетический дрейф. В 1932 году Райт представил концепцию адаптивного ландшафта и утверждал, что генетический дрейф и инбридинг могут оттолкнуть небольшую изолированную субпопуляцию от адаптивного пика, позволяя естественному отбору направлять ее к другим адаптивным пикам. [ нужна ссылка ]
