Презентация по биологии на тему Дрейф генов (11 класс)

ФАКТОРЫ эволюции Факторы, вызывающие изменения в генофонде популяции: а) наследственная изменчивость, б) популяционные волны. Изоляция. Естественный отбор.

Дрейф генов

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Под дрейфом генов понимают случайные изменения генных частот, вызванные малой численностью популяции. При малом числе особей перестают выполняться законы Менделя.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА Явление генетического дрейфа впервые обнаружили известные ученые-генетики Н.П. Дубинин и Д.Д. Ромашов, а также зарубежные ученые С. Райт и Р. Фишер.

Опыт Райта

Пример. Представьте себе группу растений, населяющих изолированную горную долину. Популяция состоит из 100 взрослых растений, и лишь 2% растений в популяции содержат особенный вариант гена (например, затрагивающий окраску цветка), т. е. в рассматриваемой нами популяции этот ген имеется лишь у двух растений.

Вполне возможно, что небольшое происшествие (например, наводнение или падение дерева) приведет к гибели обоих растений, и тогда этот особенный вариант гена (или, пользуясь научной терминологией, этот аллель) попросту исчезнет из популяции. А значит, будущие поколения будут уже не такими, как рассматриваемое нами.

Дрейф генов может приводить к: Росту гомозиготности популяции. Сохранению вредных аллелей вопреки отбору. Размножению редких аллелей. Полному исчезновению каких-либо аллелей.

Основные причины, приводящие к уменьшению числа особей в популяции и, следовательно, дрейфу генов: Популяционные волны Эффект бутылочного горлышка Заселение новых территорий (эффект родоначальника) Изоляция

Популяционные волны Численность популяций редко остается постоянной во времени. За подъемами численности следуют спады. С.С.Четвериков одним из первых обратил внимание на периодические колебания численности природных популяций.

Виды популяционных волн: Периодические (например, сезонные колебания численности насекомых, однолетних растений, вирусов гриппа) Непериодические (зависят от многих факторов). Примеры: колебания численности хищник – жертва, пролёты саранчи, размножение кроликов в Австралии, чумные эпидемии в Европе в прошлом.

Эффект бутылочного горлышка. Если по какой-либо причине численность популяции резко уменьшится — под воздействием сил, не связанных с естественным отбором (например, в случае необычной засухи или непродолжительного увеличения численности хищников), быстро появившихся и затем исчезнувших, — то результатом будет случайное устранение большого числа индивидуумов.

Эффект бутылочного горлышка — сокращение численности популяции.

Эффект бутылочного горлышка в реальных популяциях Пример: Ситуация с гепардами – представителями кошачьих. Ученые обнаружили, что генетическая структура всех современных популяций гепардов очень сходна. При этом генетическая изменчивость внутри каждой из популяций крайне низка. Эти особенности генетической структуры популяций гепардов можно объяснить, если предположить, что относительно недавно данный вид прошел через очень узкое горлышко численности, и все современные гепарды являются потомками нескольких (по подсчетам американских исследователей, 7) особей.

Современный пример действия эффекта бутылочного горлышка — популяция сайгака. Численность антилопы сайгак сократилась на 95 % от приблизительно 1 миллиона в 1990 году до менее чем 30 000 в 2004, главным образом по причинам браконьерства для нужд традиционной китайской медицины

Как и в случае эффекта основателя, к тому времени, когда популяция вновь будет переживать расцвет, в ней будут гены, характерные для случайно выживших индивидуумов, а вовсе не для исходной популяции.

Антропологи полагают, что первые современные люди пережили эффект бутылочного горлышка около 100 000 лет назад, и объясняют этим генетическое сходство людей между собой. Даже у представителей кланов гориллы, обитающих в одном африканском лесу, больше генетических вариантов, чем у всех человеческих существ на планете.

Африканская горилла

Эффект основателя (американский зоолог Эрнст Майр) Животные и растения, как правило, проникают на новые для вида территории относительно малыми группами. Частоты аллелей таких группах могут значительно отличаться от частот этих аллелей в исходных популяциях. За вселением на новую территорию следует увеличение численности колонистов. Возникающие многочисленные популяции воспроизводит генетическую структуру их основателей.

Иллюстрация эффекта. Слева — исходная популяция, справа — три возможные дочерние колонии, имеющие одного или немногих основателей. Эффект основателя — явление снижения и смещения генетического разнообразия при заселении малым количеством представителей рассматриваемого вида новой географической территории.

Британский подвид благородного оленя (Cervus elaphus scoticus) сформировался в течение 8000 лет со времени образования пролива Ламанш. Когда же несколько пар вида интродуцировали в Новую Зеландию, то за несколько десятилетий эти олени успешно освоили новые местообитания и стали сильнее отличаться от своей родительской популяции, чем британский олень от материковой расы. Вот он – благородный олень из Новой Зеландии

Пример эффекта основателя у человека: Секта меннонитов в Пенсильвании, США насчитывает сейчас около 8 000 человек, все - потомки трёх супружеских пар, эмигрировавших в 1770 году. 13% из них страдают редкой формой карликовости с многопалостью. Видимо, один из предков был гетерозиготным носителем этой мутации.

Именно эффект основателя объясняет удивительно разнообразие океанических фаун и флор и обилие эндемичных видов на островах. Эффект основателя сыграл важную роль и в эволюции человеческих популяций. Обратите внимание, что аллель В (по системе групп крови АВ0) полностью отсутствует у американских индейцев и у аборигенов Австралии. Эти континенты были заселены небольшими группами людей. В силу чисто случайных причин среди основателей этих популяций могло не оказаться ни одного носителя аллеля В. Естественно, этот аллелей отсутствует и в производных популяциях.

Частота аллеля В по системе групп крови АВ0 в популяциях людей