Kiedy tematem jest ewolucja i genetyki populacyjnej, nie możemy nie wspomnieć o tym zasada Hardy'ego-Weinberga, znany również jako Prawo równowagi Hardy'ego-Weinberga. Stworzona w 1908 roku przez matematyka Godfreya Hardy'ego i lekarza Wilhelma Weinberga zasada podkreśla, że: jeśli czynniki ewolucyjne, takie jak: naturalna selekcja, mutacja, migracja i oscylacja genetyczna, nie oddziałują na daną populację, częstość genów i proporcje genotypowe pozostaną stałe. Oznacza to, że jeśli w populacji znajdują się na przykład allele B i b, nie zmieniają one swoich wskaźników przez długi czas. Wskaźniki te uległyby zmianie tylko wtedy, gdyby wystąpiły mechanizmy ewolucyjne.
Aby zademonstrować zasadę Hardy'ego-Weinberga, populacja musi dostosować się do pewnych przesłanek. Najpierw musi być całkiem duży i zaprezentuj tyle samo samców i samic. Innym ważnym punktem jest to, że wszystkie pary muszą być równie płodne i zdolny do wytwarzania tyle samo szczeniąt. Wszystkie krzyże muszą występować losowo
. Wreszcie, mutacje nie mogą wystąpić w tej populacji, nie mogą podlegać doborowi naturalnemu i nie może zachodzić przepływ genów. Jest więc jasne, że tylko teoretyczna populacja może spełnić tę zasadę.Możemy stwierdzić, że zasada Hardy'ego-Weinberga może służyć jako wskazówka, że dana populacja ewoluowała. Można to zrobić, analizując częstotliwość alleli. Jeśli częstotliwość się zmienia, to znak, że działały tam czynniki ewolucyjne.
Obliczenie częstości występowania genów i genotypów w populacji w równowadze Hardy'ego-Weinberga jest dość proste. Załóżmy, że allel B, który będzie reprezentowany przez p, i allel b, który będzie reprezentowany przez q, istnieją w populacji. Suma częstości tych dwóch alleli musi wynosić 100%, dlatego:
p+q=1
Kontynuując tę populację jako przykład, mamy następujące genotypy: BB, Bb i bb. Aby osobnik był BB, musi odziedziczyć allel B od ojca i allel B od matki, więc częstość tego genotypu wynosi p.2. Podobnie częstotliwość bb wynosi q2. Częstość występowania Bb wynosi 2pq, ponieważ osobnik może otrzymać allel B od ojca lub matki i allel b w ten sam sposób. Dlatego mamy następujące częstotliwości genotypów:
F(BB)=p2
F(Bb)= 2pq
F(bb) = q2
Poniżej znajduje się przykład pytania, które dotyczy tego tematu:
(Fuvest) W populacji 100 osób 36 cierpi na chorobę genetyczną uwarunkowaną parą alleli dziedziczenia autosomalnego recesywnego.
) Wyraź w ułamkach dziesiętnych częstość genów dominujących i recesywnych.
B) Ile osób jest homozygotycznych?
do) Załóżmy, że w tej populacji krzyżówki występują losowo, co skutkuje średnio taką samą liczbą potomstwa. Weź również pod uwagę, że dana cecha nie zmienia wartości adaptacyjnej jednostek. W tych warunkach, jaki będzie oczekiwany odsetek osobników z dominującym fenotypem w następnym pokoleniu?
Uzasadnij swoje odpowiedzi, pokazując, jak doszedłeś do wyników liczbowych.
Rozkład:
) Jeśli populacja liczy 100 osób, a 36 jest dotkniętych chorobą autosomalną recesywną, mamy dotkniętych 36%, czyli 0,36. 0,36 odpowiada q2. Więc q jest równe 0,6. Ponieważ p+q=1, mamy, że p jest równe 0,4.
B) Osobniki homozygotyczne to osobniki z genotypem AA i aa. Dlatego mamy:
F(AA)+ F(AA) = (0,6)2+ (0,4)2
F(AA)+ F(aa) = 0,36 +0,16 = 0,52 lub 52 osoby.
do) Osobniki z dominującym fenotypem to te z genotypami Aa i Aa. Zgodnie z zasadą Hardy'ego-Weinberga częstotliwość alleli musi pozostać stała. Tak więc częstotliwość genotypów będzie taka sama w kolejnym pokoleniu. Dlatego mamy:
F(AA) + F(Aa) = p2+ 2 ponieważ
F(AA) + F(Aa) = (0,4)2 + 2(0,4.0,6) = 0,64
Ma. Vanessa dos Santos
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/biologia/principio-hardy-weinberg.htm