|
Hardy Weinberg Speciazione Aggiornamento: |
Ipotesi di Hardy-Weinberg principio
di Hardy-Weinberg principio richiede che ci sia:
Nessuna migrazione
Nessuna mutazione
selezione
Grande popolazione
Accoppiamento è casuale
Utilità di Hardy-Weinberg principio
Hardy-Weinberg fornisce un teorico punto di riferimento rispetto al quale il vero popolazioni possono essere confrontati.
Le partenze dalle ipotesi si verificano: Hardy-Weinberg fornisce un punto di riferimento per valutare le cause e le conseguenze delle partenze.
Deriva genetica: cambiamenti casuali nelle frequenze geniche
Deriva genetica indica il cambiamento casuale delle frequenze geniche in una popolazione.
Alcuni di questi cambiamenti sono “neutrali”: cambiamenti nelle frequenze degli alleli quando gli alleli non hanno conseguenze immediate per la biologia della popolazione. Esempio: i codoni sinonimo codificano per gli stessi amminoacidi e quindi producono esattamente la stessa proteina.
Esempi di deriva genetica
Collo di bottiglia della popolazione. Le specie temporaneamente ridotte a un numero molto basso perdono la diversità genetica. Esempio: ghepardi low bassa popolazione durante il Pleistocene; elefanti marini hunted cacciati quasi all’estinzione durante il 19 ° secolo.
Effetto fondatore. Le popolazioni fondate da pochi individui hanno frequenze genetiche insolite.
Significato della deriva genetica
L’effetto fondatore può iniziare una nuova popolazione con frequenze genetiche insolite che diventano la base di nuovi adattamenti.
Il collo di bottiglia causa una ridotta diversità genetica.
Per gli alleli neutri, la deriva genetica si verifica in tutte le popolazioni e specie. Di conseguenza, popolazioni separate (e specie) accumulano differenze genetiche.
Flusso genico
Flusso genico indica il movimento di singoli organismi da una popolazione all’altra, o semplicemente il movimento di gameti (ad esempio polline).
Il flusso genico avvicina le frequenze geniche delle popolazioni adiacenti. Il flusso genico ha l’effetto opposto dell’effetto fondatore: se si verifica, impedisce l’accumulo di differenze genetiche.
Significato del flusso genico
Se si verifica, il flusso genico mantiene le popolazioni adiacenti legate insieme.
Se le popolazioni devono separarsi abbastanza da essere considerate specie separate, ci devono essere barriere per impedire qualsiasi flusso genico significativo.
Mutazione
Le mutazioni sono cambiamenti spontanei nel materiale genetico. Questi cambiamenti includono:
Mutazioni puntiformi: cambiamenti in una singola coppia di basi nel DNA
Mutazioni del frame shift: delezione o inserimento di una singola coppia di basi extra (codone=3 basi).
Alterazioni cromosomiche: duplicazione, delezione, inversione, traslocazione.
Significato della mutazione
Le mutazioni introducono nuovi alleli. Di solito, i nuovi alleli sono deleteri. Alcuni pochi, in un nuovo contesto ambientale, risultano essere vantaggiosi. (Forse non subito!)
Alcune mutazioni cromosomiche (ad esempio l’inversione) producono barriere alla riproduzione tra una nuova disposizione cromosomica e la disposizione ancestrale.
Accoppiamento non casuale
Il principio di Hardy-Weinberg presuppone l’accoppiamento casuale: selezione del compagno senza riguardo al genotipo.
L’accoppiamento non casuale significa che la selezione del compagno è influenzata dalle differenze fenotipiche basate sulle differenze genotipiche sottostanti.
Esempio di accoppiamento non casuale: Selezione sessuale
In alcune specie, i maschi acquisiscono harem e monopolizzano le femmine. (Alci, elefanti marini, cavalli, leoni, ecc.) Comunemente, i maschi di tali specie sono molto più grandi delle femmine.
In alcune specie, le femmine scelgono compagni più attraenti. (Pavoni, Woodducks, mosche della frutta dell’Immagine-ala, ecc.)
Significato dell’accoppiamento non casuale.
Il dimorfismo sessuale (notevoli differenze tra i due sessi) deriva dall’accoppiamento non casuale. Il processo è un caso speciale di selezione naturale noto come selezione sessuale.
La selezione sessuale può fungere da barriera alla riproduzione tra specie strettamente simili. Esempio: rituali di corteggiamento.
Sintesi delle eccezioni alle ipotesi H/W.
Deriva genetica changes cambiamenti casuali (effetto fondatore, collo di bottiglia e deriva genetica neutra).
Flusso genico movement movimento degli alleli.
Mutazione new nuovo materiale genetico.
Accoppiamento non casuale-selezione sessuale, ecc.
Selezione naturale changes cambiamenti adattivi nel pool genico.
Hardy-Weinberg aiuta a identificare i processi naturali della popolazione.
Ogni tipo di partenza produce deviazioni caratteristiche dalle previsioni di Hardy-Weinberg.
Esempio: la selezione produce cambiamenti nelle frequenze geniche attese tra individui appena nati e sopravvissuti adulti.
Hardy-Weinberg è l ‘ “ipotesi nulla” statistica utilizzata per testare i dati di genetica delle popolazioni.
Evoluzione, selezione naturale, deriva genetica
L’evoluzione è: cambiamenti nelle frequenze geniche di una popolazione su diverse generazioni.
La selezione naturale è un processo: che si verifica se una popolazione ha variazione, differenze di fitness, ereditarietà.
La deriva genetica è: cambiamenti casuali nella frequenza genica da una generazione all’altra.
L’evoluzione può essere il risultato di….
Selezione naturale, se l’ambiente cambia. La selezione naturale è responsabile dell’evoluzione adattiva.
Deriva genetica, se si verificano cambiamenti casuali nelle frequenze geniche. La deriva genetica non produce un’evoluzione adattiva. Gli alleli neutri cambiano a causa della deriva genetica.
Che cos’è una specie?
Gli individui che appartengono alla stessa specie sono “simili” (ma che dire del dimorfismo sessuale? notevoli differenze fenotipiche?, …)
Una specie biologica è definita come una popolazione o un gruppo di popolazioni i cui membri hanno il potenziale di incrociarsi e produrre prole fertile.
Specie: legati insieme da un pool genetico comune
I muli sono individui robusti prodotti da un incrocio tra individui di due specie diverse: Cavallo x asino. Ma i muli sono sterili hence quindi le due specie rimangono separate nonostante l’incrocio.
I meadowlark orientali e occidentali sembrano quasi uguali, ma la canzone del corteggiamento è molto diversa–non si incrociano.
Una specie è…
Un gruppo di individui che si incrociano e quindi rappresentano un pool genetico comune.
Se esistono barriere riproduttive che impediscono (permanentemente) l’incrocio di due popolazioni, appartengono a specie separate.
A parte l’ortografia
Il singolare delle specie è….
Specie
Il plurale di specie è…
Specie
Specie simili sono raggruppate insieme come un genere (singolare). Il plurale è generi: due o più generi.
Speciazione: la divisione di una specie in due o più specie.
Una varietà di meccanismi sono stati scoperti che possono causare speciazione-la divisione di una specie (ancestrale) in due o più specie (discendente).
La chiave è l’isolamento riproduttivo. I meccanismi introducono barriere alla riproduzione. Le barriere possono essere aumentate per selezione o cancellate dall’incrocio. Il tempo dirà quale.
Significato delle barriere riproduttive
Il significato delle barriere riproduttive è che mantengono l’isolamento genetico tra due popolazioni. Se tali barriere sono complete, le popolazioni rappresentano specie distinte.
Le barriere possono sorgere con una varietà di mezzi diversi. Esempio: isolamento geografico seguito da deriva, mutazione o selezione fino al completamento dell’isolamento riproduttivo.
Il processo di speciazione
Sono stati studiati molti meccanismi diversi.
Due esempi
*Speciazione allopatrica spec speciazione basata sulla separazione geografica, e.
*Poliploidia spec speciazione basata su un meccanismo cromosomico.
Speciazione allopatrica
L’isolamento geografico è uno dei meccanismi che possono determinare l’isolamento riproduttivo.
Speciazione allopatrica: speciazione che segue (nel tempo) dopo l’isolamento geografico. La barriera iniziale alla riproduzione è la separazione fisica. Dato il tempo sufficiente (molte generazioni) possono accumularsi differenze sufficienti per rendere permanente la separazione.
Esempio di speciazione allopatrica
Il tordo azzurro (Caraibi) e il tordo arcobaleno (Pacifico) sono molto simili. La loro popolazione comune ancestrale fu divisa dalla crescita dell’Istmo di Panama circa 5 milioni di anni fa.
Poiché si è verificata questa separazione allopatrica, le due specie sono cambiate indipendentemente.
Un esempio ambiguo
La speciazione allopatrica è un processo che può essere interrotto prima del completamento.
Esempio possibile: deermice. Ci sono 4 popolazioni strettamente correlate nell’ovest Intermountain. Tutti e 4 sono distinti per alcuni aspetti, ma incrociati, tranne: due delle sottospecie non incrociano anche se si sovrappongono.
Quindi queste specie o solo popolazioni della stessa specie?
Due delle popolazioni (nel Montana/Idaho) si sovrappongono ma non si incrociano. Quindi, devono essere specie diverse.
Entrambi questi si incrociano con le altre due popolazioni, quindi i geni possono fluire da uno all’altro.
La risposta: Il tempo lo dirà. Con più divergenza, si verificherà la speciazione. Con più incroci, non si verificherà.
Speciazione: un processo dinamico
La speciazione è un processo dinamico-si sta verificando in molti luoghi in molte popolazioni, ma viene invertita in molti luoghi dall’incrocio.
Dovremmo aspettarci di vedere: popolazioni con il potenziale di divergere (ad es. Lumaca p238), popolazioni che hanno divergenti cavalli e asini), popolazioni che potrebbero essere nel processo (deermice).
Barriere riproduttive many molti tipi. (cfr. pag. 241).
Le barriere alla riproduzione possono impedire qualsiasi accoppiamento: comportamentale (corteggiamento, ecc.); habitat (le popolazioni scelgono habitat diversi e non si incontrano mai), ecc. Tali barriere sono barriere prezigotiche. Nessuna fecondazione.
Le barriere alla riproduzione possono impedire il successivo successo riproduttivo: sterilità (gli ibridi muoiono o sono sterili), ecc. Tali barriere sono barriere postzigotiche.
Significato della poliploidia
L’insorgenza di gameti diploidi (rari) può dare origine a un individuo poliploide dopo la fecondazione.
Molte piante (ad esempio i piselli di Mendel) sono ermafrodite.
La poliploidia può dare origine a una nuova specie: a causa dell’incompatibilità tra genitore e prole, la prole è distinta.
Poliploidia: mezzi comuni di speciazione nelle piante
Un mezzo comune per sviluppare l’isolamento genetico nelle piante è noto come poliploidia.
In contrasto con la maggior parte degli animali, set extra di cromosomi in molte piante non sono dirompenti.
Le piante a volte (raramente) producono gameti con un set diploide di cromosomi. Se fecondato, il risultato è una pianta poliploide.
Vocabolario di “ploidy”.
Aploide half mezzo set di cromosomi
Diploide Dipl doppio set di cromosomi (la norma negli organismi sessuali tipici)
Triploide–3 set di cromosomi (di solito sterili, perché l’accoppiamento dei cromosomi durante la meiosi è impossibile).
Tetraploide 4 4 serie di cromosomi. (Meiosi OK per qualsiasi numero pari ploidy.)
Grano: un caso di poliploidia e speciazione.
Il grano moderno è il risultato di due ibridazioni successive (vedi figura 15.6).
Ibridazione 1: Grano di Einkorn con un grano selvatico. Il grano di Einkorn e il grano selvatico avevano ciascuno 14 cromosomi. L’ibrido (alla fine) aveva 28 cromosomi: poliploidia.
La seconda ibridazione ha portato il numero cromosomico a 42 nel grano moderno
Torna alla biologia 102 Lecture Outline