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Hardy Weinberg 種分化 更新日: |
Hardy-Weinberg原理の仮定
Hardy-Weinberg原理は、次のようなものがあることを必要とします。:
移行なし
突然変異なし
選択なし
大集団
交配はランダムです
ハーディ-ワインバーグ原理の有用性
ハーディ-ワインバーグどの実際の人口を比較することができます。
Hardy-Weinbergは、出発の原因と結果を評価するための基準点を提供します。
: 遺伝子頻度のランダムな変化
遺伝的ドリフトとは、集団における遺伝子頻度のランダムな変化を意味します。
いくつかのそのような変化は「中立」である：対立遺伝子が集団の生物学に直接的な結果を有さない場合の対立遺伝子頻度の変化。 例：同義語コドンは同じアミノ酸をコードし、したがってまったく同じタンパク質を作る。
遺伝的ドリフトの例
人口ボトルネック。 一時的に非常に低い数に減少した種は遺伝的多様性を失う。 例: チーター-更新世の間に低い人口;象のアザラシ-19世紀の間に絶滅の近くに狩りをしました。
創業者の効果。 わずか数人の個体によって設立された集団は、異常な遺伝子頻度を有する。
遺伝的ドリフトの意義
ファウンダー効果は、新しい適応の基礎となる異常な遺伝子頻度を持つ新しい集団を開始する可能性があります。
ボトルネックは遺伝的多様性の低下を引き起こす。
中性対立遺伝子の場合、遺伝的ドリフトはすべての集団および種で起こる。 結果として、分離された集団（および種）は遺伝的差異を蓄積する。
遺伝子の流れ
遺伝子の流れとは、ある集団から別の集団への個々の生物の移動、または単に配偶子（花粉など）の移動を意味します。
遺伝子フローは、隣接する集団の遺伝子頻度をより緊密にします。 遺伝子の流れは、創始者効果の反対の効果を有する：それが発生した場合、それは遺伝的差異の蓄積を防止する。
遺伝子フローの意義
それが発生した場合、遺伝子フローは隣接する集団を結び付け続けます。
個体群が別々の種とみなされるのに十分に分離する場合、重要な遺伝子の流れを防ぐための障壁がなければならない。
突然変異
突然変異は遺伝物質の自発的な変化です。 これらの変化には以下が含まれる：
点突然変異：DNAの単一塩基対の変化
フレームシフト突然変異：単一の余分な塩基対の欠失または挿入（コドン=3塩基）。
染色体の変化：重複、欠失、反転、転座。
変異の意義
変異は新しい対立遺伝子を導入する。 通常、新しい対立遺伝子は有害である。 いくつかのいくつかは、新しい環境の文脈では、有益であることが判明します。 （多分ないすぐに！)
いくつかの染色体変異（例えば反転）は、新しい染色体配列と祖先配列との間の生殖に対する障壁を生じる。
非ランダム交配
ハーディ-ワインバーグ原理はランダム交配を前提としています: 遺伝子型に関係なく仲間の選択。
非ランダム交配は、仲間の選択が根本的な遺伝子型の違いに基づいて表現型の違いによって影響されることを意味します。
非ランダム交配の例：性的選択
いくつかの種では、男性はハーレムを獲得し、女性を独占します。 （ヘラジカ、象のアザラシ、馬、ライオン、等。）一般的に、そのような種の男性は女性よりもはるかに大きい。
いくつかの種では、女性はより魅力的な仲間を選ぶ。 （クジャク、Woodducks、映像翼のショウジョウバエ、等。)
非ランダム交配の重要性。
性的二形性（両性間の顕著な違い）は、非ランダムな交配に起因する。 このプロセスは、性的選択として知られている自然選択の特別なケースです。
性的選択は、密接に類似した種の間の繁殖の障壁として役立つ可能性がある。 例：求愛の儀式。
H/Wの仮定に対する例外の概要。
遺伝的ドリフト–ランダムな変化（創始者効果、ボトルネック、および中立的な遺伝的ドリフト）。
遺伝子の流れ–対立遺伝子の動き。
変異–新しい遺伝物質。
非ランダム交配-性選択など
自然選択–遺伝子プールにおける適応的変化。
ハーディ-ワインバーグは、自然の個体群のプロセスを特定するのに役立ちます。
各タイプの出発は、ハーディ-ワインバーグ予測からの特徴的な偏差を生成します。
例：選択は、新生児と成人生存者の間で予想される遺伝子頻度の変化をもたらす。
Hardy-Weinbergは、集団遺伝学データをテストするために使用される統計的な「帰無仮説」です。
進化、自然選択、遺伝的ドリフト
進化は：数世代にわたる集団の遺伝子頻度の変化です。
自然選択は、母集団が変動、適応度の違い、継承を持っている場合に発生するプロセスです。
遺伝的ドリフトは、ある世代から次の世代への遺伝子頻度のランダムな変化です。
進化はの結果である可能性があります。…
環境が変化した場合の自然選択。 自然選択は適応進化に責任があります。
遺伝子の頻度のランダムな変化が発生した場合、遺伝的ドリフト。 遺伝的ドリフトは、適応進化を生成しません。 中性対立遺伝子は遺伝的ドリフトのために変化する。
種とは何ですか？
同じ種に属する個体は「類似している」（しかし性的二形性はどうですか？ 顕著な表現型の違い？, …)
生物種は、そのメンバーが交配し、肥沃な子孫を生産する可能性を有する集団または集団のグループとして定義されます。
種：共通の遺伝子プールによって結ばれている
ラバは、2つの異なる種：馬xロバの個体間の交差によって生産される堅牢な個体です。 しかし、ラバは無菌である-したがって、二つの種は交配にもかかわらず分離されたままである。
東洋と西洋のメドウラークはほぼ同じように見えますが、求愛の歌は非常に異なっています-彼らは交配しません。
という種があります。..
交配し、したがって共通の遺伝子プールを表す個人のグループ。
（恒久的に）2つの集団が交配するのを妨げる生殖障壁がある場合、それらは別々の種に属します。
スペルについてはさておき
種の単数です。…
種
種の複数形です。..
種
類似種は属（単数）としてまとめられています。 複数形は属である：二つ以上の属。
種分化：種を二つ以上の種に分割する。
種分化を引き起こす可能性のある様々なメカニズムが発見されています-一つの種（祖先）を二つ以上の種（子孫）に分割します。
鍵は生殖隔離です。 メカニズムは、再生の障壁を導入します。 障壁は、選択によって増加されてもよいし、交配によって消去されてもよい。 時間はどれを教えてくれます。
生殖障壁の重要性
生殖障壁の重要性は、2つの集団間の遺伝的分離を維持することです。 そのような障壁が完全であれば、個体群は異なる種を表す。
障壁は様々な異なる手段によって生じる可能性があります。 例:地理的分離に続いて、生殖分離が完了するまでドリフト、突然変異、または選択が続きます。
種分化の過程
多くの異なるメカニズムが研究されている。
二つの例
*Allopatric種分化-地理的分離に基づく種分化、および。
*倍数性–染色体機構に基づく種分化。
アロパトリック種分化
地理的分離は、生殖分離をもたらすメカニズムの一つです。
Allopatric speciationとは、地理的分離の後に（時間の経過とともに）続く種分化を意味する。 再生への最初の障壁は物理的な分離です。 十分な時間（多くの世代）を考えると、分離を永続的にするために十分な差が蓄積する可能性があります。
同種の種分化の例
青い頭のwrasse（カリブ海）とrainbow wrasse（太平洋）は密接に似ています。 彼らの祖先の共通の人口は、約5万年前のパナマ地峡の成長によって分割されました。
このアロパトリック分離が起こって以来、二つの種は独立して変化してきた。
曖昧な例
Allopatric speciationは、完了する前に中断することができるプロセスです。
可能な例：deermice。 西部には4つの密接に関連した集団が存在する。 4つの亜種はいくつかの点で区別されているが、2つの亜種は重複しているにもかかわらず交配されていない。
では、これらの種、または同じ種の集団だけですか？
2つの集団（モンタナ州/アイダホ州）は重複しているが、交配はしていない。 したがって、彼らは異なる種でなければなりません。
これらの両方が他の2つの集団と交配しているため、遺伝子は一方から他方に流れることができます。
答え：時間が教えてくれます。 より多くの発散で、種分化が起こるでしょう。 より多くの交配では、それは起こりません。
種分化：動的プロセス
種分化は動的プロセスであり、多くの集団で多くの場所で行われていますが、交配によって多くの場所で逆転しています。
我々は見ることを期待する必要があります：発散する可能性のある集団（例えば、 カタツムリp238）、馬とロバを分岐している集団）、プロセスにあるかもしれない集団（deermice）。
(p241参照)。
繁殖の障壁は、交配を妨げる可能性があります：行動（求愛など。生息地（個体群は異なる生息地を選択し、決して会うことはありません）など。 そのような障壁は、接合前の障壁である。 受精なし。
生殖への障壁は、その後の生殖の成功を妨げる可能性があります：不妊（雑種が死ぬか、不妊である）など。 そのような障壁は接合後の障壁である。
倍数性の意義
二倍体配偶子（まれ）の発生は、受精後に倍数体個体を生じる可能性がある。
多くの植物（例えばメンデルのエンドウ豆）は雌雄同体である。
倍数性は新しい種を引き起こす可能性があります：親と子孫の間の非互換性のために、子孫は区別されます。
倍数性：植物における種分化の一般的な手段
植物における遺伝的単離を開発する一般的な手段は倍数性として知られています。
ほとんどの動物とは対照的に、多くの植物の染色体の余分なセットは破壊的ではありません。
植物は時々（まれに）二倍体の染色体セットを持つ配偶子を産生する。 受精した場合、結果は倍数体植物である。
“倍数性”の語彙。
一倍体-染色体の半セット
二倍体-染色体の二重セット（典型的な性生物の標準）
三倍体-3組の染色体（減数分裂中の染色体のペアリングが不可能
四倍体–4組の染色体。 （任意の偶数倍数のための減数分裂OK。)
小麦：倍数性と種分化の場合。
現代の小麦は、2つの連続した交配の結果です（図15.6参照）。
ハイブリダイゼーション1：野生の小麦とEinkorn小麦。 Einkornのムギおよび野生のムギはそれぞれ14本の染色体を持っていました。 雑種（最終的に）は28本の染色体を持っていた：倍数性。
第二のハイブリダイゼーションは、現代の小麦の染色体数を42にもたらした
生物学102講義概要
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