Популяционные волны, поток и дрейф генов и их роль в эволюции. Популяционные волны, поток и дрейф генов и их роль в эволюции Что такое поток генов

  • АППАРАТУРА ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИМИ И ГАММА-ЛУЧАМИ
  • ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ: ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ, БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ.
  • Взаимодействие неаллельных генов. Эпистаз, комплементарность, полимерия. Плейотронное действие генов.
  • Лекция 2

    Генетическое разнообразие

    - этомногообразие (или генетическая изменчивость) внутри вида;

    Это различие между популяциями в пределах одного вида

    От уровня генетического разнообразия зависят адаптационные способности популяции при изменениях окружающей среды, вообще ее жизнеспособность.

    Популяция

    Термин (от лат. populus – народ, население) был введен датским генетиком Вильгельмом Иоганнсеном в 1903 г.

    В настоящее время понятие популяция используют для обозначения самовозобновляющейся группы особей вида, которая на протяжении длительного времени занимает определенное пространство и характеризуется обменом генов между особями, в результате которого формируется общая генетическая система, отличная от генетической системы другой популяции того же ви да.

    Т.Е. для популяции должны быть характерна панмиксия - (от греч. pan – все, mixis – смешивание) – свободное скрещивание разнополых особей с разными генотипами.

    Совокупность генов, которые имеются у особей одной популяции (генофонд популяции) или всех популяций вида (генофонд вида) называют ГЕНОФОНДОМ.

    Первичные механизмы возникновения генетического разнообразия

    Как известно, генетическое разнообразие определяется варьированием последовательностей 4 комплементарных нуклеотидов в нуклеиновых кислотах, составляющих генетический код . Каждый вид несет в себе огромное количество генетической информации: ДНК бактерии содержит около 1 000 генов, грибы – до 10 000, высшие растения – до 400 000. Огромно количество генов у многих цветковых растений и высших таксонов животных. Например, ДНК человека содержит более 30 тыс. генов. Всего в живых организмах Земли содержится 10 9 различных генов.

    Поток генов

    Степень изоляции популяций одного вида зависит от расстояния между ними и потока генов. Потоком генов называют обмен генами между особями одной популяции или между популяциями одного вида . Поток генов внутри популяции происходит в результате случайного скрещивания между особями, генотипы которых отличаются хотя бы по одному гену.

    Очевидно, что скорость потока генов зависит от расстояния между половыми особями .

    П поток генов между популяциями зависит от случайных миграций особей на дальние расстояния (например, при переносе семян птицами на дальние расстояния).

    Поток генов внутри популяции всегда больше потока генов между популяциями одного вида. Далеко отстоящие друг от друга популяции практически полностью изолированы.

    Для описания генетического разнообразия используют следующие показатели:

    Доля полиморфных генов;

    Частоты аллелей полиморфных генов;

    Средняя гетерозиготность по полиморфным генам;

    Частоты генотипов.


    1 | | |

    Мед ленный обмен генами (односторонний или двухсторонний) между популяциями, обусловленный распространением гамет или миграцией особей.

    • - См. генный баланс...
    • - genomic library, gene bank - геномная библиотека, клонотека, банк генов.Hабор клонированных фраментов ДНК, представляющих индивидуальный геном ...

      Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь

    • - 1. Любое совокупное действие генов. 2. Теория, объясняющая закономерное наследование количественных признаков...
    • - Происходит всегда, когда наследуемые признаки обусловлены более, чем одним геном, независимо от того, являются ли эти гены аллельными или неаллельными...

      Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

    • - Количественное соотношение аллелей одного локуса в популяции, которое вычисляется из общего числа встречающихся в популяции хромосом, несущих данный ген, по формуле: где Р - частота аллеля...

      Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

    • - набор фрагментов ДНК, в к-ром представлены все гены организма. Б. г. представляет собой культуру микроорганизмов, в каждую клетку к-рых введён вектор, несущий один из фрагментов этого набора...

      Естествознание. Энциклопедический словарь

    • - обмен генами между популяциями благодаря рассеиванию гамет и зигот; поток генов представляет собой один из ведущих механизмов эволюции. См. также Генетический дрейф...

      Экологический словарь

    • - ...

      Энциклопедический словарь нанотехнологий

    • - gene interaction - .Любое взаимодействие неаллельных генов в пределах генома, отражающееся на фенотипе и, в частности, ведущее к наследованию признаков с нарушением законов Менделя...

      Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь

    • - gene flow - .Перемещение генов между популяциями, происходящий в результате межпопуляционной гибридизации; величина П.г. изменяет частоту аллелей в популяции и является фактором эволюции...

      Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь

    • - Гаврил деятель болг. рабочего движения. Сын крестьянина-бедняка. Работал сел. учителем, принимал участие в деятельности Видинской учительской орг-ции Болг. с.-д. партии...

      Советская историческая энциклопедия

    • - участие двух или более генов в генетическом контроле формирования признака...

      Большой медицинский словарь

    • - Гаврил Димитров, деятель болгарского рабочего движения. Сын крестьянина-бедняка...

      Большая Советская энциклопедия

    • - набор фрагментов ДНК, в котором представлены все гены организма. Банк генов представляет собой культуру микроорганизмов, в каждую клетку которых введена специальная ДНК, несущая один из фрагментов этого набора...

      Современная энциклопедия

    • - библиотека генов, набор фрагментов ДНК, в котором представлены все гены организма...
    • - то же, что банк генов...

      Большой энциклопедический словарь

    "ПОТОК ГЕНОВ" в книгах

    1. Промоторы генов

    автора

    Дупликация генов

    автора

    4.3. Взаимодействие генов

    автора

    7.1. Выделение генов

    Из книги Генетика человека с основами общей генетики [Учебное пособие] автора Курчанов Николай Анатольевич

    ДРЕЙФ ГЕНОВ

    Из книги Эволюция автора Дженкинс Мортон

    1. Промоторы генов

    Из книги Гены и развитие организма автора Нейфах Александр Александрович

    1. Промоторы генов В этом разделе мы кратко расскажем о том, какие нуклеотидные последовательности, прилегающие к генам, а иногда и внутри гена, ответственны за процесс транскрипции. У прокариот эти участки, с которыми связывается молекула РНК-полимеразы и откуда

    Дупликация генов

    Из книги Эволюция [Классические идеи в свете новых открытий] автора Марков Александр Владимирович

    Дупликация генов МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГЕНЫ - ОСНОВА ЭВОЛЮЦИОННЫХ НОВШЕСТВ.Мысль о том, что дупликация генов служит важнейшим источником эволюционных новшеств, была высказана еще в 1930-е годы выдающимся биологом Джоном Холдейном (Haldane, 1933). Сегодня в этом нет никаких

    4.3. Взаимодействие генов

    Из книги Генетика человека с основами общей генетики [Учебное пособие] автора Курчанов Николай Анатольевич

    4.3. Взаимодействие генов В организме одновременно функционирует множество генов. В процессах реализации генетической информации в признак возможны многочисленные «пункты» взаимодействия разных генов на уровне биохимических реакций. Такие взаимодействия неизбежно

    7.1. Выделение генов

    Из книги Генетика человека с основами общей генетики [Учебное пособие] автора Курчанов Николай Анатольевич

    7.1. Выделение генов Возможно использование нескольких путей выделения генов. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.Химический синтез генов, т. е. синтез нуклеотидов с заданной последовательностью, соответствующей одному гену, впервые был осуществлен в

    ДРЕЙФ ГЕНОВ

    Из книги Эволюция автора Дженкинс Мортон

    ДРЕЙФ ГЕНОВ Иногда эта концепция называется «эффект Сьюэлла - Райта», в честь предложивших ее двух популяционных генетиков. После того как Мендель доказал, что гены являются единицами наследственности, а Харди и Вайнберг продемонстрировали механизм их поведения,

    ПОТОК ЧИСТЫХ ГЕНОВ

    автора Элфорд Алан

    ПОТОК ЧИСТЫХ ГЕНОВ Из моей хронологии видно, что гены создателя Адама и Евы в дальнейшем прошли неразбавленными через пять поколений патриархов, живших до Потопа, от Адама, до отца Ноя Ламеха. В таблице D мы видим, что семеро из девяти этих патриархов жили в среднем по 93

    РАСЩЕПЛЕНИЕ ГЕНОВ

    Из книги Боги нового тысячелетия [с иллюстрациями] автора Элфорд Алан

    РАСЩЕПЛЕНИЕ ГЕНОВ Вслед за сокращением продолжительности жизни Сима и Арфаксада срок жизни через поколение снова уменьшился: Фалек, так же как и его прямые потомки, прожил приблизительно 3 тысячи лет, тогда как прежде обычной нормой были 5 тысяч лет (см. таблицу D).Согласно

    Генов

    Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГЕ) автора БСЭ

    Дрейф генов

    Из книги Большая Советская Энциклопедия (ДР) автора БСЭ

    Сцепление генов

    Из книги Большая Советская Энциклопедия (СЦ) автора БСЭ

    Жираф. Виды борьбы за существование. Эволюция в вопросах и ответах. Адаптации. Назовите закономерность биологической эволюции. Общие закономерности эволюции. Самка броненосца. Закономерность эволюции. Дельфины. Ароморфоз. Адаптации млекопитающих. Критерии вида. Эволюция. Покровительственная окраска. У рыбы саргана кости имеют зеленоватый или даже ярко-зеленый цвет. Биография. Хамелеоны. Самки рыбы атерины.

    «Эволюция - движущая сила» - Естественный отбор. История биологической эволюции. Движущая сила развития живого. Происхождение жизни. Человек произошёл от обезьяны. Дупликация участка хромосомы. Современные гипотеза возникновения людей. Дрейф генов. Представление биологической эволюции. Дизруктивный отбор. Изменения в последовательности ДНК. Этап развития до нашего времени. Теория Жан Батиста Ламарка. Поток генов. Мутации. Эволюция происходит в течение периода времени.

    «Этапы эволюции животного мира» - Закон неограниченности эволюционного процесса. Особенности строения. Ароморфозы. Подцарства Phagocytellozoa и Parazoa. Целомические животные. Эволюция. Изменение числа гомологичных органов. Настоящие многоклеточные. Вертикальное разделение целомат на группы. Уровни организации животных. Суть эволюции. Принципы и законы филогенеза. Макроэволюция. Идиогенез. Основные этапы эволюции животного мира. Промежуточное положение.

    «Элементарные эволюционные факторы» - Большинство случающихся генных мутаций фенотипически вредны. Миграции как элементарный эволюционный фактор -. Естественный отбор как элементарный эволюционный фактор -. Блочный принцип организации генетического материала. Мутационный процесс как элементарный эволюционный фактор. Репродуктивные группы. След в гено(аллело)фондах популяций людей. Хромосомные и геномные мутации как эволюционный фактор -.

    «Главные направления эволюции органического мира» - Идиоадаптация. Расхождение признаков. Основные закономерности эволюции органического мира. Направления эволюции. Появление в процессе эволюции четырехкамерного сердца. Ароморфоз. Изменение ареала. Органы, разные по происхождению. Параллелизм. Дегенерация. Биологический регресс. Органы, сходные по происхождению. Конвергенция. Плавник дельфина. Лопатообразные конечности. Дайте определения типам эволюционных изменений.

    «Этология» - Под инстинктом понимают ту часть поведения животных, которая характерна для организмов данного вида и закреплена за ними наследственно. Роющая оса помещает парализованного сверчка в норку. Выражение эмоций. Сообщества могут быть анонимными. Пример комплекса фиксированных действий. Видоспецифическая оборонительная реакция лягушки на угрожающие стимулы. Детский облик. Дружественная чистка шерсти. Врожденные инстинктивные ритуализации.

    В популяцию или из популяции может привести к значительным изменениям в частотах аллелей, так как при этом изменяется пропорция членов популяции, несущих данный аллель. Иммиграция также может привести к появлению новых вариантов генов в стабильный пул генов вида в целом или отдельной популяции.

    Существует несколько факторов, которые влияют на скорость переноса генов между популяциями. Одним из наиболее значимых факторов является подвижность. Чем выше подвижность у вида, тем выше потенциал миграции. Животные как правило более подвижны, чем растения , хотя пыльца и семена могут переноситься на значительные расстояния ветром и животными.

    Постоянный перенос генов между популяциями может привести к объединению двух пулов генов, снижать генетические различия между ними. Поэтому считают, что перенос генов действует против видообразования .

    Например, соседство генетически модифицированных растений (например, кукурузы) с немодифицированными может привести к опылению немодифицированных растений пыльцой от модифицированных.

    Энциклопедичный YouTube

      1 / 2

      Five fingers of evolution - Paul Andersen

      Speciation: Of Ligers & Men - Crash Course Biology #15

    Субтитры

    (Музыка) Пять пальцев эволюции. Для глубокого понимания биологии требуется глубокое понимание процесса эволюции. Большинство людей знакомы с процессом естественного отбора. Однако это лишь один из пяти процессов, которые могут привести к эволюции. Прежде чем обсуждать все эти пять процессов, мы должны определить, что такое эволюция. Эволюция - это просто изменение в генофонде с течением времени. Но что такое генофонд? И сперва, что такое ген? Прежде чем продолжать обсуждать генетику, давайте расскажем одну историю. Представьте, что лодка опрокидывается и 10 выживших доплывают до берега пустынного острова. Их так и не спасают, и они образуют новую популяцию, которая существует тысячи лет. Странным образом, у пяти выживших были рыжие волосы. Рыжие волосы получаются, когда человек наследует две копии гена рыжих волос от своих родителей. Если у вас только одна копия гена, у вас не будет рыжих волос. Чтобы упростить ситуацию, мы предположим, что пятеро не рыжих не являются носителями этого гена. Поэтому первоначальная частота гена рыжих волос составляет 50%, или 10 из 20 генов. Эти гены являются генофондом. 20 различных генов подобны картам в колоде, которые перемешиваются с каждым новым поколением. Секс - это просто перетасовка генетической колоды. Карты перетасовываются и передаются следующему поколению; колода остаётся той же, в ней 50% рыжих. Гены перетасовываются и передаются следующему поколению; генофонд остаётся тем же, в нём 50% рыжих. Несмотря на то, что население может расти в размерах со временем, частота должна оставаться около 50%. Если эта частота когда-либо меняется, происходит эволюция. Эволюция - это просто изменение в генофонде с течением времени. Подумайте об этом применительно к картам. Если когда-либо изменится частота карт в колоде, произойдёт эволюция. Существует пять процессов, которые могут вызвать изменение частоты. Чтобы запомнить эти процессы, мы будем использовать пальцы руки, начиная с мизинца и двигаясь к большому пальцу. Мизинец должен напоминать вам, что население может сократиться. Если население сокращается, то случай может играть большую роль. Например, если только четверо выживут после эпидемии, их гены будет представлять собой новый генофонд. Следующий палец - безымянный палец. Этот палец должен напоминать вам о спаривании, потому что кольцо представляет пару. Если люди выбирают партнёра на основе его внешнего вида или местоположения, частота может измениться. Если бы рыжеволосые спаривались только с рыжеволосыми, они могли бы в конечном итоге сформировать новую популяцию. Если бы никто никогда не спаривался с рыжеволосыми, эти гены могли бы уменьшиться. Следующий палец - это средний палец. М в среднем [англ. middle] пальце должна напомнить вам об М в слове «мутация». Если новый ген добавляется благодаря мутации, это может повлиять на частоту. Представьте себе, что мутация гена создала новый цвет волос. Это очевидно изменило бы частоту в генофонде. Указательный палец должен напоминать вам о движении. Если новые люди прибудут на территорию, или иммигрируют, частота изменится. Если люди будут уезжать с территории, или эмигрировать, частота изменится. В науке мы называем это движение потоком генов. Все четыре процесса, представляемые нашими пальцами, могут приводить к эволюции. Небольшой размер популяции, неслучайное спаривание, мутации и поток генов. Однако ни один из них не приводит к адаптации. Естественный отбор является единственным процессом, который создаёт организмы, приспособленные лучше к их локальной окружающей среде. Я использую большой палец, чтобы запомнить этот процесс. Природа голосует большим пальцем вверх за адаптации, которые будут хороши в окружающей их среде, и пальцем вниз - за адаптации, которые будут неудачны. Гены тех, кто не приспособлен к своей окружающей среде, будут постепенно заменены теми, которые лучше приспособлены. Рыжие волосы является примером одной из этих адаптаций. Рыжие волосы дают преимущество в северном климате, потому что светлая кожа позволила предкам поглощать больше света и синтезировать больше витамина Д. Большой палец вверх! Однако это было недостатком в более южных климатических условиях, где увеличение УФ-излучения приводило к раку и снижению рождаемости. Большой палец вниз! Даже сам большой палец является адаптацией, сформированной в процессе естественного отбора. Эволюция, которую мы описали, называется микроэволюцией, потому что она связана с небольшим изменением. Однако эта форма эволюции может в конечном итоге привести к макроэволюции или к образованию видов. Все организмы на нашей планете имеют одного общего предка. Все живые организмы на нашей планете связаны в прошлом через процесс эволюции. Взгляните на свою собственную руку. Это инженерный шедевр, который был создан пятью процессами, которые я только что описал, за миллионы и миллионы лет. Можете ли вы вспомнить пять основных причин эволюции? Если вы не можете, перемотайте и посмотрите эту часть снова. Но если вы можете, дайте пять сами себе или своему соседу - пять широко открытых пальцев.

    Преграды переноса генов

    Физические преграды, как правило, хотя и не всегда, являются природными. Непреодолимые горные вершины, океан , пустыни. В некоторых случаях это могут быть и преграды, сделанные человеком, например, Великая китайская стена . Растения с одной стороны стены несут значительные генетические отличия, так как процесс переноса генов преграждается стеной.

    Перенос генов у человека

    В США показан перенос генов между потомками европейцев и негров из Западной Африки которые относительно недавно живут рядом. Аллели генов, препятствующие развитию малярии , широко распространенные среди негров в Западной Африке, мало распространены в европейской популяции. Показано также, что перенос генов между европейцами и неграми из Западной Африки значительно выше в северных США , чем в южных.

    Перенос генов между видами

    Перенос генов между видами может происходить в результате гибридизации , либо путём переноса

    Также может привести к появлению новых вариантов генов в стабильный пул генов вида в целом или отдельной популяции.

    Существует несколько факторов, которые влияют на скорость переноса генов между популяциями. Одним из наиболее значимых факторов является подвижность. Чем выше подвижность у вида, тем выше потенциал миграции. Животные как правило более подвижны, чем растения , хотя пыльца и семена могут переноситься на значительные расстояния ветром и животными.

    Постоянный перенос генов между популяциями может привести к объединению двух пулов генов, снижать генетические различия между ними. Поэтому считают, что перенос генов действует против видообразования .

    Генетическое загрязнение

    Чистокровные, естественно эволюционировавшие виды, обитающие в определенном регионе, могут масштабно исчезнуть в результате генетического загрязнения (genetic pollution) - неконтролируемой гибридизации, интрогрессии (приобретения генов другого вида) или замещения местных генотипов чужими, из-за повышенной пригодности чужих генотипов в данной местности. Некоторый уровень переноса генов может быть естественным, и эволюционно созидательным процессом, и точное соотношение часто не может быть сохранено навсегда, но гидбридизация и интрогрессия часто может привести к вымиранию редких видов.

    Облегчение переноса генов

    Выращивание генетически модифицированных растений или скота требует защиты окружающих организмов от генетического загрязнения модицифированными генами. Следует предотвращать свободное скрещивание (перекрестное опыление) модифицированных и немодифицированных организмов.

    Существует три варианта предотвращения переноса генов: сделать так, чтобы генетические модификации не попадали в пыльцу, предотвращать образование пыльцы и сохранять пыльцу внутри цветка.

    • Первый подход требует создания транспластомных растений, в которых модифицированная ДНК содержится не в ядре , а в хлоропластах . Так как у некоторых растений пыльца не содержит хлоропластов, передача модифицированной ДНК таким образом будет предотвращена.
    • Второй подход требует создания стерильных мужских растений, которые не образуют пыльцу .
    • Третий подход предотвращает открывание цветков . Клейстогамия естественно встречается у некоторых растений.

    Примечания

    См. также


    Wikimedia Foundation . 2010 .

    Смотреть что такое "Поток генов" в других словарях:

      ПОТОК ГЕНОВ - обмен генами между популяциями благодаря рассеиванию гамет и зигот; поток генов представляет собой один из ведущих механизмов эволюции (микроэволюции). См. также Генетический дрейф. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная… … Экологический словарь

      поток генов - Перемещение генов между популяциями, происходящий в результате межпопуляционной гибридизации; величина П.г. изменяет частоту аллелей в популяции и является фактором эволюции. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь… … Справочник технического переводчика

      Поток генов - * паток генаў * gene flow обмен генами (одно и двусторонний) между популяциями …

      Gene flow поток генов. Перемещение генов между популяциями, происходящий в результате межпопуляционной гибридизации; величина П.г. изменяет частоту аллелей в популяции и является фактором эволюции. (Источник: «Англо русский толковый словарь… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

      ПОТОК ГЕНОВ - Мед ленный обмен генами (односторонний или двухсторонний) между популяциями, обусловленный распространением гамет или миграцией особей … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

      генов мечение - * генаў мечанне * gene tagging or targeting метод изолирования мутировавшего гена путем инсерции (см.) короткой чужеродной последовательности ДНК (напр., транспозона) с использованием гибридизационных зондов (см.) с высокой гомологией для его… … Генетика. Энциклопедический словарь

      генов поток - * генаў паток * gene flow обмен генами между разными популяциями одного и того же вида за счет мигрантов, что приводит к временному изменению частоты генов многих локусов в общем пуле генов (см.) популяции реципиента (см.). Генов распределение… … Генетика. Энциклопедический словарь

      Дерево жизни показан горизонтальный перенос генов. Горизонтальный перенос генов (ГПГ) процесс, в котором организм передаёт генетический материал другому организму … Википедия



    • Сергей Савенков

      какой то “куцый” обзор… как будто спешили куда то