biol kom.docx

1. Genetyczna struktura populacji

·         Genetyka populacji – zajmuje się badaniem alleli genów w populacji oraz siłami, które utrzymują populację, zmieniają częstość poszczególnych alleli i genotypów w populacji.

·         Dem – lokalna populacja

·         Populacja – zbiór osobników tego samego gatunku, zajmujących określony teren w danym czasie, mogących się wzajemnie krzyżować i posiadających wspólną pulę genową

2. Pula genowa – całkowita liczba i rodzaj genów występujących w określonym czasie w rozmnażającej się populacji, geny danej puli mogą się mieszać między sobą losowo, dzięki krzyżowaniu się osobników w obrębie demu.

3. Prawo Hardy`ego-Weinberga

Pozwala na ocenę częstości genu na podstawie oceny częstości genu recesywnego. Częstość genotypów jest prostą funkcją częstości genów, po jednym cyklu losowego kojarzenia ustali się równowaga częstości genotypu zygot. W populacji pomimo wymiany pokoleń, częstość występowania genów w puli genów nie zmienia się z pokolenia na pokolenie (czyli jest stała i niezmienna), jeśli zostaną spełnione warunki:

·         Populacja musi być bardzo duża, najlepiej aby liczba osobników była nieograniczona

·         Osobniki populacji krzyżują się ze sobą dowolnie i losowo oraz nie występują żadne preferencje rozrodcze

·         Nie występują żadne mechanizmy doboru środowiskowego: osobniki o genotypie AA, Aa, aa mają takie same szanse na przeżycie i wydanie potomstwa (jednocześnie wydają identyczną ilość potomstwa)

·         Zmienność organizmów w populacji wynika jedynie z rekombinacji – niewystępuje zjawisko mutacji

·         Populacja jest izolowana – nie występują migracje, nie działa dryf genetyczny

·         Organizmy są diploidalne i rozróżnia się płcie

Mówi się o matematycznej zależności między częstością alleli, a częstością odpowiadających im genotypów w populacji

P2+ 2pq + q2 = 1
AA    Aa     aa

Częstość homozygot dominujących (Pd=N0/N), recesywnych (Nr=N0/N), heterozygot (Nh=N0/N)

4. Czynniki zmieniające genetyczną strukturę populacji (selekcje, migracje, mutacje, dryf genetyczny)

Dobór naturalny – jeden z ważniejszych elementów warunkujących proces ewolucji, w populacjach naturanych charakteryzujących się określoną zmiennością część osobników posiada cechy które dadzą im więcej szans na przeżycie w danych warunkach środowiskowych, mają one dzięki temu większą możliwość osiągnięcia dojrzałości płciowej i wydawania potomstwa, które dziedziczy korzystne cechy rodziców; osobniki gorzej przystosowane będą eliminowane

·         Stabilizujący – powoduje eliminację osobników posiadających skrajne wartości danej cechy czyli wartości odbiegające w największym stopniu do średniej. W wyniku tego populacja staje się mniej zmienna, wyrównana. Wiąże się to z wyższym stopniem specjalizacji i lepszym dostosowaniem do środowiska, jednak gdy zmieni się środowisko to mogą nie znaleźć się osobniki zdolne do przetrwania w nowych warunkach, gdyż populacja jest jednorodna. Działa we względnie stałych warunkach środowiska, eliminacja osobników o fenotypach skrajnych

·         Rozrywający – eliminuje osobniki o średniej wartości cechy a preferuje skrajne, powoduje wyraźne rozdzielenie populacji na dwie lub więcej grup co w wypadku izolacji może doprowadzić do specjacji. Występuje gdy osobniki populacji zajmują obszary o odmiennych warunkach środowiska, eliminuje osobniki o fenotypach przeciętnych.

·         Kierunkowy – uwarunkowany zmianami środowiska, eliminacja osobników o cechach maksymalnych bądź minimalnych, w zależności od środowiska np. motyl krępak w zależności od zanieczyszczenia środowiska przyjmuje inną barwę.

·         Płciowy – wynika ze sposobu łączenia się zwierząt w pary. U wielu kręgowców lub owadów samica dokonuje wyboru partnera kierując się preferencją dawnej budowy, ubarwienia, cech, szczególnych czy też up. jaskości tańca godowego lub śpiewu 

·         Krewniaczy – preferuje osobniki wykazujące zachowania altruistyczne, społeczne w stosunku do innych członków własnej grupy. Bliscy krewni mają wiele genów podobnych do dobroczyńcy i niejako pomaga on w zachowaniu własnych genów, takie zachowanie daje szansę na rewanż

·         Apostatyczny – zależy od częstości występowania danej cechy. Okazuje się, że w niektórych przypadkach dobór silniej oddziałuje na cechę pojawiającą się w populacji najczęściej

Dryf genetyczny – zjawisko polegające na przypadkowych zmianach częstości alleli w puli genetycznej małej, izolowanej populacji. Jest wynikiem losowych fluktuacji a nie doboru naturalnego, jedt odwracalne.

·         Efekt założyciela – przemieszczenie małej grupy osobników na nowy izolowany obszar (wyspę) sprawia że w jej obrębie częstość występowania genotypów będzie inna niż w populacji macierzystej. Struktura genetyczna zależy od niewielkiej liczby założycieli

·         Efekt szyjki od butelki – radykalne zmniejszenie liczebności populacji (susza pożar choroba) nawet jak liczebność populacji osiągnie poziom wyjściowy, pula będzie wyraźnie inna

5. Polimorfizmy

Polimorfizm – opiera się na alleliczności w jednym lub niewielkiej liczbie loci. Zjawisko polega na występowaniu obok siebie większej liczby wyraźnie różniących się form w populacji
prosty przypadek à w populacji istnieje kilka różnych alleli jednego genu
skomplikowany przypadek à cechy warunkowane kompleksowo

·         Barw – występowanie obok siebie osobników o różnym ubarwieniu

·         Inwersyjny – w obrębie jednej populacji istnieje dwa lub więcej typów chromosomowych homologicznych które mogą przechodzić jedne w drugie w wyniku obróceń odcinków chromosomów czyli inwersji. Istotne jest tu niezróżnicowanie materiału genetycznego, lecz różna kolejność ułożenia genów w chromosomie. Zjawisko selekcyjnie korzystne, zależne od sił selekcyjnych środowiska np. różne rodzaje muchówki

·         Translokacyjny – powstaje w ścisłym związku z czynnikami ekologicznymi i jest wynikiem translokacji np. u roślin (wiesiołek); karaczan amerykański

·         Liczby chromosomów – różnica w liczbie chromosomów w obrębie gatunku np. u ślimaka morskiego część chromosomów może rozpadać się na dwa mniejsze chromosomy akrocentryczne i łączyć ponownie w wyniku fuzji centrycznej

·         Fizjologiczny – w populacji występuje większa liczba genotypów możliwych do odróżnienia tylko przy użyciu metod fizjologicznych np. zdolność do wykrywania smaku fenylotiomocznika u ludzi

·         Etologiczny (behawioralny) – różne formy zachowań np. głosy godowe u ptaków, świerszczy

·         biochemiczny

6. Modele specjacji (allopatryczny, sympatryczny)

Specjacja – proces polegający na rozbiciu jakiejś wyjściowej puli genowej na dwie lub kilka potomnych, w wyniku czego z pojedynczego gatunku formują się dwa lub więcej nowych. Może zajść skokowo wskutek mutacji lub stopniowo pod działaniem doboru naturalnego, dryfu genetycznego

Allopatryczna – zachodzi między populacjami izolowanymi geograficznie, warunkiem tego procesu jest występowanie zewnętrznej bariery np. rzeki, łańcucha górskiego w wyniku czego dochodzi do izolacji geograficznej. Zahamowanie przepływu genów prowadzi do zmiany puli genowej np. fauna, flora wysp.

Sympatryczna – przebiega w jednej niepodzielonej populacji występującej na tym samym obszarze geograficznym, jednak w różnych siedliskach; przyjmuje się, że głównym czynnikiem może być zróżnicowanie spowodowane konkurencją pokarmową, która prowadząc do izolacji rozrodczej powoduje wyodrębnienie nowych gatunków.

7. Mechanizmy izolujące gatunki (prezygotyczne i postzygotyczne)

Mechanizmy przezygotyczne  - efektywne, zapobiegają powstawaniu potomstwa mieszańców, zapobiegają zużywaniu zasobów środowiska

·         Ekologiczna – gatunki nie występują na tym samym terenie

·         Czasowa – sezony rozrodcze w różnym czasie

·         Mechaniczna – brak dopasowania narządów rozrodczych

·         Etologiczna – brak zainteresowania osobników innych gatunków

Mechanizmy postzygotyczne – nieefektywne, prowadzą do obniżenia żywotności mieszańców lub ich płodności, może się pojawić dopiero w dalszych pokoleniach mieszańców

·         Nieprzeżywalność mieszańców

·         Bezpłodność mieszańców

·         Depresja mieszańców