Asosiy kontent

Allel chastotasi & genofond

Allel chastotasini qanday hisoblash mumkin va u genotip chastotasidan qanday farq qiladi? Genofond oʻzi nima?

Asosiy tushunchalar:

Mikroevolyutsiya bu populyatsiyada gen variantlari – allellar uchrash tezligi (chastotasi)ning nisbatan qisqa davr davomida oʻzgarishidir.
Populyatsion genetika – populyatsiyadagi allellar uchrash tezliklari va ularning vaqt oʻtishi bilan qanday oʻzgarishini oʻrganuvchi biologiya sohasi.
Allel uchrash tezligi allelning populyatsiyada qay darajada tarqalganligini anglatadi. U allelning populyatsiyada necha marta uchrashini sanash, soʻngra uni populyatsiyadagi jami gen nusxalari soniga boʻlish orqali topiladi.
$A allelning uchrash tezligi$ ‍ $=$ ‍ $\frac{Populyatsiyada A allel nusxalari soni}{Barcha gen nusxalarining populyatsiyadagi soni}$ ‍
Populyatsiya genofondi populyatsiyadagi barcha genlarning nusxalaridan tashkil topgan boʻladi.

Darvin Mendel bilan “uchrashadi”, tom maʼnoda emas

Darvin oʻzining evolyutsiya va tabiiy tanlanish nazariyalarini kashf etgan vaqtda u oʻzi izohlab berayotgan jarayonlar populyatsiyalar ichida irsiy oʻzgaruvchanlikka bogʻliq ekanini bilardi. Bu populyatsiyadagi organizmlarning xususiyatlaridagi farqlarga va oʻsha xilma-xil xususiyatlarning avlodlarga oʻtkazilish qobiliyatiga asoslanardi.

[Evolyutsiya va tabiiy tanlanish haqida qisqacha takrorlab chiqing.]

Biroq Darvin belgi-xususiyatlar qanday qilib nasldan naslga oʻtishini bilmagan. Oʻz davrining boshqa olimlari kabi Darvin belgi-xususiyatlar nasllar aralashuvi orqali oʻtadi, deb oʻylagan. Ushbu modelga koʻra, ota-onadagi belgi-xususiyatlar ularning farzandlariga doimiy tarzda aralashib oʻtadi, deb hisoblangan. Aralashuv modelining xatoligi avstriyalik monax Gregor Mendel tomonidan isbotlangan, unga koʻra, belgi-xususiyatlar genlar deb nomlanadigan aralashmaydigan irsiy birliklar orqali belgilanadi.

Mendel genetikaga oid qilgan tadqiqotlarini Darvin evolyutsiya toʻgʻrisidagi gʻoyalarini eʼlon qilganidan bir necha yil oʻtgach chop ettirgan boʻlsa-da, Darvin Mendelning ishini umuman oʻqimagan boʻlishi ham mumkin. Bugun biz evolyutsiya nimaligi va u qanday sodir boʻlishi haqida aniqroq tushuncha hosil qilish uchun Darvin va Mendelning gʻoyalarini birlashtiramiz.

Mikroevolyutsiya va populyatsion genetika

Mikroevolyutsiya yoki kichik miqyosdagi evolyutsiya uzoq vaqt davomida populyatsiyadagi gen allellarining uchrash tezliklaridagi oʻzgarishlar deb taʼriflanadi. Populyatsiyalardagi allellar uchrash tezliklarini va ularning qanday oʻzgarishini oʻrganuvchi biologiya sohasi populyatsion genetika deb ataladi.

Baʼzan mikroevolyutsiya makroevolyutsiya bilan taqqoslanadi, uzoq muddat davomida yangi tur yoki guruhlarning shakllanishi kabi katta oʻzgarishlarni oʻz ichiga olgan evolyutsiya makroevolyutsiya sanaladi. Lekin koʻp biologlar mikroevolyutsiya va makroevolyutsiyani turli vaqt oraligʻida sodir boʻladigan bitta jarayon deb hisoblashadi. Mikroevolyutsiya asta-sekin qoʻshilib, uzoq vaqt davomida makroevolyutsion oʻzgarishlarni keltirib chiqaradi.

Mikroevolyutsiyani taʼriflashga asos boʻladigan uchta tushunchani koʻrib chiqaylik: populyatsiyalar, allellar va allellar uchrash tezligi.

Populyatsiyalar

Bir joyda uchraydigan va bir-biri bilan erkin chatishuvchi bir turdagi organizmlar guruhi populyatsiya deb ataladi. Populyatsiya evolyutsion oʻzgarish sodir boʻlishi mumkin boʻlgan eng kichik birlik hisoblanadi. Bitta individ evolyutsion oʻzgarish qila olmaydi.

Allellar

Allel bu genning bir varianti boʻlib, organizmning muayyan belgi-xususiyatini boshqaruvchi irsiy birlik hisoblanadi.

Masalan, Mendel noʻxat oʻsimligi gullarining rangini boshqaruvchi genni oʻrganadi. Bu gen oq allel s va siyohrang allel S boʻlib keladi. Har bitta noʻxat oʻsimligida ikki nusxada genlar boʻladi va bu genlar bir xil allel boʻlishi yoki boʻlmasligi mumkin. Allellar farqli boʻlganda dominant allel S retsessiv allel s ning taʼsirini boʻgʻishi mumkin. Oʻsimlikning allellar toʻplami uning genotipi boʻlib, fenotipini, yaʼni koʻrinadigan belgi-xususiyatlari, masalan, bu yerda gul rangini belgilab beradi.

Allel uchrash tezligi

Allel uchrash tezligi populyatsiyada muayyan bir allelning qanchalik tez uchrashini anglatadi. Misol uchun, noʻxat oʻsimligi populyatsiyasidagi barcha allellar siyohrang allellar S boʻlsa, S allelining uchrash tezligi 100% yoki 1,0 ga teng boʻladi. Agar allellarning yarmi S va qolgan yarmi s boʻlsa, har bir allelning uchrash tezligi 50% yoki 0,5 ga teng boʻladi.

Umumiy holda allel uchrash tezligi quyidagicha ifodalanadi:

A allelning uchrash tezligi

=

\frac{Populyatsiyada A allellar soni}{Populyatsiyadagi barcha A / a gen nusxalarining soni}

Baʼzan populyatsiyada ikkitadan koʻp allel boʻladi (masalan, A, a va

A_{i}

gen allellari). Ushbu holatda maxrajni hisoblash uchun barcha gen allellarini qoʻshishingiz kerak boʻladi.

Shuningdek, genotip uchrash tezligi – berilgan genotipdagi organizmlar ulushini va fenotip uchrash tezligi – berilgan fenotipdagi organizmlar ulushini ham hisoblash mumkin. Shuni yodda tutingki, bular allel uchrash tezligidan boshqa-boshqa tushunchalar hisoblanadi. Ular orasidagi farqlarni keyin koʻrib chiqamiz.

Misol: allel uchrash tezligini topish

Eʼtiborimizni quyidagi misolga qaratamiz. Rasmda toʻqqizta noʻxat oʻsimligining juda kichik populyatsiyasi koʻrsatilgan. Har bir noʻxatda gul rangini belgilovchi genning ikkitadan nusxasi bor.

Agar biz har bir oʻsimlikdagi ikkita gen nusxasiga qarasak va nechta S allel nusxasi borligini hisoblasak, 13 ta shunday allel borligini koʻramiz. Agar s allellarni sanasak, ular 5 ta ekanini koʻramiz. Populyatsiyadagi jami gen nusxalari soni

13 + 5 = 18

ta.

Allel uchrash tezligini topish uchun har bir allel nusxalari sonini umumiy allellar soniga boʻlamiz. Konvensiyaga koʻra, populyatsiyadagi bir gen uchun ikkita allel boʻlsa, ularning uchrash tezliklari

p

q

harflari bilan belgilanadi:

p = uchrash tezligi S

=

13 / 18

=

0,72

yoki

72 %

q = uchrash tezligi s

=

5 / 18

=

0,28

yoki

28 %

Bir genning barcha allellarining uchrash tezligi yigʻindisi 100% yoki 1 ga teng boʻlishi kerak.

Allel uchrash tezligi genotip uchrash tezligi va fenotip uchrash tezligidan farq qiladi. Genotip va fenotip uchrash tezliklarini ham hisoblab topish mumkin va ular populyatsiyalar qanday evolyutsiyon oʻzgarishga uchrashini tushunishda muhim sanaladi, ammo ular allel uchrash tezligi bilan bitta tushuncha emas. Quyidagi diagrammada ular orasidagi farq koʻrsatilgan:

Endi esa populyatsiyani hosil qilgan yangi noʻxat oʻsimliklarining genotipini koʻrib chiqamiz. Allel uchrash tezligini topish uchun har bir oʻsimlikning genotipiga qaraymiz va har bir allel nusxalari sonini hisoblab, ularni jami gen nusxalari soniga boʻlamiz. S ning uchrash tezligi

8 / 18 = 0,44

yoki 44% gacha tushgan, s ning uchrash tezligi esa

10 / 18

yoki 56% gacha koʻtarilgan.

Avlodlar almashinuvi natijasida allel uchrash tezligida oʻzgarishlar boʻlgan. Shunday qilib, mikroevolyutsiya taʼrifi bilan aytganda, populyatsiyada evolyutsiya sodir boʻlgan deya olamiz. Agar biz ilmiy izlanish qilayotgan boʻlsak, bu nisbatlar haqiqatan ham farq qilganini tasdiqlashimiz uchun statistik hisoblardan foydalanishimiz mumkin.

Keyingi mavzularda biz populyatsiyaning rivojlanishiga sabab boʻlgan omillar, jumladan, tabiiy tanlanish, genetik siljish (tasodifiy oʻzgarish) kabi boshqa omillarni ham koʻrib chiqamiz.

Genofond

Populyatsiyadagi barcha gen nusxalari toʻplami genofond deb ataladi. Barcha genlarning barcha gen nusxalarini populyatsiyaning individi darajasida olib, ularni birlashtirsak, genofond hosil boʻladi.

Bu nimaga oʻxshaydi? Yuqoridagi misolda biz populyatsiyadagi barcha 9 ta individning gul rangi uchun masʼul boʻlgan gen nusxalariga eʼtibor qaratdik. Populyatsiyada 18 ta alohida gen nusxalari bor edi. Ular S yoki s allel edi. Endi tasavvur qiling, biz noʻxat oʻsimligidagi boʻy balandligi, urugʻ rangi, urugʻ shakli, metabolizmi va shu kabi belgilarini boshqaruvchi har bir gen uchun xuddi shu hisoblarni qoʻllashimiz mumkin. Har bir genning 18 ta nusxasi olinadi va hisoblanadi. Ushbu jarayon oxirida gen nusxalarining toʻplami bizning populyatsiyadagi genofondimizni hosil qiladi.

Populyatsiyadagi barcha genlarning nusxalariga qarab populyatsiyada qancha gen variantlari borligini koʻra olamiz. Populyatsiyada qancha koʻp gen variantlari boʻlsa, populyatsiya oʻsha muhitga tabiiy tanlanish orqali yaxshi moslasha oladi. Agar populyatsiyada koʻp variantlar boʻlsa, yangi muhitga tushib qolgan populyatsiya shu muhitda oʻzida mavjud gen variantlari asosida yashab qoladi va nasl beradi.

[Qoʻshimcha maʼlumot va manbalar]

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish

Saralash:

Hozircha izohlar yoʻq.

Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.

Biologiya

Course: Biologiya > Unit 21