跳转到内容

动物行为/种群遗传学

来自维基教科书,开放的书籍,开放的世界
自然厌恶永恒的自花授粉—查尔斯·达尔文在“植物界异花授粉和自花授粉的影响”中(1876 年)

种群遗传学与行为

[编辑 | 编辑源代码]

种群遗传学描述了特定繁殖种群中基因的统计分布,例如狗的品种,并考察了各种生物效应对基因分布的作用。虽然普通遗传学预测下一代的表型组成,但种群遗传学关注的是几代后的繁殖群体遗传预测。

种群是指特定物种在给定地理区域内的一组生物。当一个种群中的所有个体在特定表型特征方面都相同时,它们被称为单态。当个体表现出特定性状的几种变异时,它们是多态的。一个物种或种群的基因库是指其中存在的全部独特等位基因。虽然大的基因库表明种群强壮、遗传多样性丰富,并且在经历剧烈选择时有较高的存活机会,但低遗传多样性与生物适应性降低和灭绝的风险增加相关。

哈迪-温伯格平衡

[编辑 | 编辑源代码]

哈迪-温伯格平衡假设如果种群很大并且个体随机交配,则等位基因频率将在几代之间保持恒定。此外,我们将能够根据基因频率准确预测基因型频率(例如,在一个双等位基因系统中 - a2+2aA+A2)。它产生了一个零模型,用于比较真实种群的基因型频率。即使存在不平衡,在随机交配一代后,HW 平衡也会重新建立。假设是什么?什么会产生偏离 HW 平衡?什么会导致杂合子过多(例如 HLA-1、MHC)?什么会导致纯合子过多?偏离 HW 平衡可能源于多种因素。

突变是指从 DNA 沿单个核苷酸碱基的变化到染色体的规模重排的遗传密码变化。突变很少见,即使在最大速率下,等位基因频率也只会从 p=1 变化到 p=0.9993 每代。

遗传漂变

[编辑 | 编辑源代码]

对于有效种群规模较小的种群,随机事件可能发挥越来越重要的作用。这侧重于由于随机事件而导致的种群遗传变化。

  • 瓶颈
  • 奠基者效应

例如,宾夕法尼亚州兰开斯特县阿米什人种群中常染色体隐性骨骼发育不良(埃利斯-范·克雷弗尔德综合征)的发生率相对较高。导致短肢不相称的侏儒症,它在该种群中的发生率约为每 1000 个活产婴儿 5 例,每 1000 个活人 2 例。它可以追溯到最初的移民塞缪尔·金及其妻子。

选择:对遗传力高的性状进行强烈选择可以使比例每代变化超过 10%

非随机交配

[编辑 | 编辑源代码]

非随机交配:配偶选择与选择性交配(例如,雪雁的蓝色和白色形式),正选择性交配:在具有特定基因或表型的个体之间进行交配。负选择性交配:偏好那些在特定基因或表型方面彼此不同的个体之间的交配。近交和远交。近交:(优先)在生物亲属之间进行交配。由于亲属(即第一个个体的祖先与第二个个体的祖先共享),他们携带“同一来源的”基因;极端近交:同胞、半同胞、亲子之间的交配。个体近交系数(即谱系近交):F 代表后代由于在随机选择的常染色体位点上同一来源而纯合的概率,其数值范围从 0(无位点同一来源)到 1(所有位点同一来源)。谱系近交的重大因素是

决定各种个体接触概率的因素,例如种群人口统计学(性别比例、出生率或死亡率)、个体和种群分散模式、空间分布。行为偏好影响接受或拒绝不同类型的个体作为潜在配偶。

  • 种群近交系数:f 通过偏离哈迪-温伯格平衡 (a2+2aA+A2) 来衡量,检查纯合子是否过量。f 的范围从 -1(近交回避)到 0(随机交配)到 1(近交)
  • 远交:(优先)在非亲属之间进行交配
  • 近交衰退:纯合子过量;例如,表兄弟之间的交配很少见(美国为 0.05%),但占白化病的 20%;免疫系统缺陷;隐性有害等位基因更可能出现在纯合状态;人类平均有 8 个隐性有害等位基因。近交增加 1% 会导致遗传病发生率增加 11%;即使在随机交配种群中,少量的谱系近交也会大大增加某些类型遗传病的发生率。这在有效种群规模较小的群体中尤其令人担忧——阿米什人、阿什肯纳兹犹太人
  • 近交优势:由局部适应形成的基因复合体的功能关联
  • 远交衰退:极端情况,跨越遗传差异种群的杂交
  • 杂种优势

基因流动

[编辑 | 编辑源代码]

迁出、迁入

示例:母系亲属群和进化速率

[编辑 | 编辑源代码]

地松鼠具有母系亲属群,并且发情期是同步的。因此,同一个雄性很可能与几个密切相关的雌性交配——种群的遗传多样性主要存在于亲属群之间,高水平的局部近交确保了不同基因型的不同表达——哺乳动物的快速进化速率

参考文献

[编辑 | 编辑源代码]


华夏公益教科书