Среда21 ноября
Образование

Что такое генофонд популяции? Понятие и определение

15 декабря 2017

Популяцией называется совокупность живых организмов одного вида, которые частично или полностью изолированы от своих собратьев. В этой статье мы рассмотрим главное ее "богатство", причину особенности. А именно ответим на вопрос о том, что такое генофонд популяции. Изменяется ли он и почему? Влияют ли на него движущие силы эволюции? Почему генофонды популяций одного вида разнородны? Начнем с определения понятия.

Что такое генофонд популяции?

Генный пул, пул генов (он же - генофонд) - одно из основных понятий популяционной генетики. Оно обозначает все множество аллелей (вариаций одного и того же гена) определенной изолированной группы живых организмов.

Узнав, что такое генофонд популяции, читатель задастся вопросом: "А для чего популяции нужно это разнообразие аллелей?" Это необходимо для более оптимального ее приспособления к окружающей среде. Сегодня процент выживаемости выше у воробьев коричневатого окраса, а завтра условия поменяются, и больше шансов будет у сероватых птиц. Единичные особи погибнут, но популяция останется жить благодаря спасительному гену.

что такое генофонд популяции

Отметим, что обмен генами характерен не только для представителей одной популяции, но и целого вида, т. к. изоляция между ними не абсолютна. Поэтому можно говорить и о генофонде вида.

Происхождение понятия

Впервые поведал миру, что такое генофонд популяции, в 1928 году советский генетик А. С. Серебровский. Именно он и сформировал концепцию этого явления. А название "генофонд" было им выбрано, чтобы подчеркнуть, что богатство вариаций генов - это самое ценное для биологического мира.

В западной науке понятие появилось благодаря Ф. Г. Должанскому. На английском оно звучит как gene pool.

Видео по теме

Виды и особенности генофондов

Все популяции, исходя из предмета нашего разговора, можно поделить на два типа:

  • Мономорфные - существует только одна аллель гена.
  • Полиморфные - наблюдается в корне иная ситуация. У гена несколько разных вариаций.

Если мы рассматриваем вид, у которого набор хромосом больше одного, то общее число аллелей будет превышать количество организмов в группе. В большинстве же случаев членов популяции больше, чем генных вариаций. При сильном инбридинге (скрещивании близкородственных организмов в пределах одной популяции) можно наблюдать мономорфные группы организмов всего с одним аллелем.

 изменение генофонда популяций

Показатель объема генного пула - это эффективная величина популяции (Ne). Чем она выше, тем масштабнее генофонд. Но насколько это полезно популяции? Все зависит от условий окружающей среды. Если они постоянно меняются, то больше шансов у популяции с богатым пулом генов. Она гораздо быстрее приспособится к новой жизни, нежели чем в другой группе появится нужная аллель в результате мутаций.

А вот если условия жизни достаточно стабильны, то тут "в плюсе" популяция с меньшим генным пулом - ниже вероятность, что появятся на свет особи с "неудачным" генотипом, чей шанс на выживание, воспроизводство потомства очень мал.

Популяция и эволюция

Изменение генофонда популяций - это изменение генофонда вида. Ведь именно она, а не отдельная особь, - единица эволюции. Популяция является устойчивым целостным образованием, которому присущи следующие особенности:

  • Нахождение в относительной изоляции, которая не позволяет свободно обмениваться наследственной информацией с другими группами вида.
  • Свободно скрещиваясь между собой, особи формируют генофонд популяции (на уроке 11 класса "Генофонд" подробно разбирается этот вопрос). Происходит постоянный обмен генами: остаются лишь те, что проходят испытание естественным отбором. Именно они - богатство генофонда популяции.
  • Существует на определенной территории несколько лет. За это время меняется немалое число поколений, что дает возможность для эволюционных процессов.

изменения генофонда популяций 11 класс

Популяция и движущие эволюционные силы

Рассмотрим влияние движущих сил эволюции на генофонд популяции.

Мутации. В обычных условиях проявляются довольно редко. Их провоцирует радиоактивное, ультрафиолетовое излучение, химические компоненты, ряд других факторов. Вредные в одних условиях мутации могут стать чрезвычайно полезными в других, поэтому это весьма ценное явление для популяционного генофонда.

В подавляющем количестве они рецессивны, поэтому проявляются в фенотипе только в гомозиготном состоянии. Если же мутация доминантна, то ее признаки можно увидеть уже у первого поколения.

"Волны жизни" (популяционные волны). Существенные колебания численности представителей популяции. Иногда причины этого естественны (например, увеличение числа насекомых весной и уменьшение осенью), иногда вызваны природными катастрофами.

"Волны жизни" также влияют на изменение генофондов популяций (в 11 классе это рассматривается на уроках биологии), т.к. оказывают воздействие на направление и интенсивность естественного отбора.

Дрейф генов. Случайное изменение в небольшой популяции частот аллелей. Следствием может стать исчезновение рецессивных генов, увеличение числа гомозиготных особей, появление редких для вида генных вариаций. Его обуславливают разные факторы - изоляция, популяционные волны, мутации.

Изоляция. Делится на географическую (наличие каких-либо пространственных барьеров) и биологическую (ограничение или устранение возможности скрещивания между особями одного вида - разные сезоны спаривания, иное поведение в брачный период). Препятствуя свободному скрещиванию особей разных популяций, изоляция усугубляет генетические различия между ними.

популяция генофонд популяции урок 11 класс

При этом важно отметить, что изоляция не способствует обогащению генофонда новым материалом, возникновению иных генотипов.

Все перечисленные нами факторы действуют стихийно. Если в результате их воздействия произошло изменение генофонда популяций (на уроке в 11 классе учитель подробно объясняет это явление), то это чисто случайный результат. Направленное действие же только у одной движущей силы эволюции - естественного отбора. Именно он способствует выживанию наиболее приспособленных, сохраняя их генотипы в общем пуле популяции.

Отсюда мы можем разделить причины изменения генофонда популяций на две ветви - случайные и направленные. Рассмотрим их подробнее.

Случайные причины изменения генофонда

Итак, что мы можем выделить здесь:

  • Миграции части особей в иное место проживания. Их генофонд уже не будет в точности повторять "родительский" в силу того, что генотипы этих представителей не включают в себя все разнообразие аллелей. Могут распространиться редкие гены, пройти качественно новые мутации.
  • Популяция была разделена естественным или искусственным барьером. Здесь генофонды также спустя время станут качественно иными, не схожими ни с прежним, ни друг с другом.
  • Факт природной катастрофы. Общий фонд будет складываться уже из случайно подобранных генотипов небольшой группы оставшихся в живых. При этом некоторые мутации могут и вовсе исчезнуть, а другие широко распространиться.
  • Неблагоприятные условия, порождающие массовую гибель особей. Утрачиваются некоторые гены, в т. ч. и редкие, которые, возможно, и стали причиной меньшей жизнеприспособленности.
  • Периодические колебания численности. Например, пул популяции насекомых весной складывается из генотипов особей, которым удалось пережить зиму.

 в чем причина различия генофондов изолированных популяций

Отсюда мы видим, что действие случайных факторов на генный пул отрицательно - они обедняют его. Но в итоге возникает весьма жизнеспособная качественно иная популяция со своим своеобразным генофондом.

Направленная причина изменения генофонда

Сюда мы отнесем только один фактор - естественный отбор. Он способствует увеличению частот наиболее полезных для определенных условий генов и уменьшению ненужных, вредных для данной локации. Поэтому он обогащает генофонд, являясь своеобразным "санитаром".

Естественный отбор изменяет фенотипы особей, их поведение, внешний вид, образ жизни. Цель этих перемен - наибольшая приспособленность к определенным условиям жизни.

Причины различия популяций

Из всего вышесказанного легко вычленить причины различия генофондов изолированных популяций одного вида:

  • Различные условия жизни. К каким-то факторам лучше приспосабливаются особи с одним генотипом, к каким-то - с другим.
  • Различные направления мутагенеза. Где-то может случится одного вида мутация, где-то - другого. В одном случае она доминантна, в другом рецессивна.
  • Явление кроссинговера - обмена участками хромосом.

 причины различия генофондов изолированных популяций одного вида

Прежде всего различие генофондов обуславливает изолированность. Какие-то изменения накапливаются, наследуются, все более отдаляя популяции одной видовой категории в сходствах.

Возможна ли стабильность генофонда популяции?

Может ли генофонд популяции не быть изменчивым, подвижным? Теоретически да. Подтверждает это известный закон Харди-Вайнберга: по прошествии определенного периода частоты генов достигают равновесия, и далее уже общий фонд остается неизменным.

Однако для такой стабильности необходимо соблюдение ряда условий:

  • Отсутствие миграции особей с определенными генотипами.
  • Бесконечно большая численность популяции.
  • Только случайное скрещивание.
  • Постоянство условий проживания.

изменение генофонда популяций урок 11 класс

Однако в реальном мире соблюдение всех этих условий практически невозможно, отчего изменений популяционного генофонда не избежать. Стабильность можно создать лишь искусственно.

Мы разобрались, в чем причина различия генофондов изолированных популяций. А также узнали, что такое генный пул вообще, какие причины (в т. ч. и движущие силы эволюции) влияют на его изменение.

Источник: fb.ru
Похожие материалы
Что такое общественное место: понятие и определение. Этикет в общественных местах. Запрет курения в общественных местах Самосовершенствование
Что такое общественное место: понятие и определение. Этикет в общественных местах. Запрет курения в общественных местах

Современное российское законодательство еще не совершенно. В нем есть некоторые пробелы, которые все же необходимо восполнить. Один из них – определение термина «общественное место». Именно об этом и...

Что такое волейбол? Основные понятия и определения в волейболе Спорт и Фитнес
Что такое волейбол? Основные понятия и определения в волейболе

Что такое волейбол? Определение его очень простое. В статье и пойдет речь об этой замечательной игре.В современном спорте существует огромное количество различных игровых видов. При этом некоторые из них очень ...

Что такое оферта: общие понятия и виды Закон
Что такое оферта: общие понятия и виды

В коммерческой практике договор считается заключенным, если обе стороны достигли согласия по всем условиям, которые предусмотрены законодательством. Общий порядок заключения договора имеет несколько этапов, первый из ...

Что такое светское общество? Понятие и описание (по роману Искусство и развлечения
Что такое светское общество? Понятие и описание (по роману "Война и мир")

Светское общество в романе «Война и мир» – одна из ключевых тем при изучении эпопеи. Ведь именно оно является неотъемлемой частью происходящих событий. На его фоне наиболее ярко заметны основные черт...

Что такое программная музыка? Примеры и определение программной музыки Искусство и развлечения
Что такое программная музыка? Примеры и определение программной музыки

Музыкальное произведение, содержание которого раскрывает некую заложенную в него композитором словесную программу, очень часто поэтическую, – вот что такое программная музыка. Это явление придаёт ей специфически...

Что такое плейлист: основные понятия и типы Компьютеры
Что такое плейлист: основные понятия и типы

Несомненно, любители музыки и видео очень часто сталкиваются с понятием плейлистов. Что такое плейлист и как его использовать на практике, мы сейчас и разберемся. Кроме того, мы постараемся решить вопрос о том, какие ...

Что такое Win32: основные понятия и простейшие методы устранения возникающих ошибок Компьютеры
Что такое Win32: основные понятия и простейшие методы устранения возникающих ошибок

Наверное, не нужно объяснять, что многие пользователи частенько в самый неподходящий момент наблюдают на экране монитора сообщение о том, что какой-то исполняемый файл не является приложением Win32. Давайте посмотрим,...

Что такое форма слова. Понятие и некоторые функции словоформы Образование
Что такое форма слова. Понятие и некоторые функции словоформы

Чтобы понять, что такое форма слова или словоформа, рассмотрим небольшой пример с использованием в разных предложениях одного и того же слова "окно". На веранде дома было большое окно. За деревьями окна не бы...

Что такое подложный документ? Понятие и наказание Закон
Что такое подложный документ? Понятие и наказание

Подложным документом называют бумагу, изготовленную надлежащим образом, но содержащую ложные сведения. Подлог бывает двух видов: материальный и интеллектуальный. Использование заведомо подложного до...

Что такое лига наций? История и определение Бизнес
Что такое лига наций? История и определение

Что такое Лига Наций? Это международная организация, которая была создана для развития сотрудничества между различными нациями. Одним из инициаторов ее создания был президент США В. Вильсон, хотя это государство и не ...