Genetik Dengeyi Etkileyen 5 Faktör

Genetik dengeyi etkileyen ve popülasyondaki değişkenliği indükleyen ana faktörlerden bazıları şunlardır: (A) Mutasyonlar (B) Cinsel Üreme Sırasında Rekombinasyonlar (C) Genetik Sürüklenme (D) Gen Migrasyonu (Gen Akışı) (E) Doğal Seçim .

Hardy-Weinberg Dengesi yasasına göre, popülasyondaki alellerin sıklığı, aşağıdaki durumlarda cinsel üreme yapan organizma popülasyonunda nesilden nesile sabit kalır:

(i) Nüfus yeterince büyük olduğundan, örnekleme kazası ihmal edilebilir

(ii) Çiftleşme rastgele yapılır;

(iii) Mutasyon gerçekleşmez veya gerçekleşirse, oran her iki yönde de aynıdır.

(iv) Nüfusun tüm üyeleri hayatta kalır ve eşit üreme oranlarına sahiptir

Hardy-Weinberg dengesini etkileyen faktörler:

Genetik dengeyi etkileyen ve popülasyondaki değişkenliği indükleyen beş faktör vardır. Bu faktörlere evrimsel ajanlar denir.

(A) Mutasyonlar:

Bunlar ile karakterize edilir:

(i) Bunlar genetik materyaldeki ani, büyük ve kalıtsal değişikliklerdir.

(ii) Mutasyonlar rastgeledir (ayırt edici değildir) ve her yöne doğru meydana gelir.

(iii) Çoğu mutasyon zararlı veya nötrdür. 1.000 mutasyondan sadece birinin yararlı olduğu tahmin edilmektedir.

(iv) Mutasyon oranı çok düşüktür, yani milyonda bir ya da birkaç milyon genie başına bir. Ancak mutasyon oranı, önemli genetik değişkenlik üretmek için yeterlidir.

(v) Bazı mutasyonlar önleyicidir ve belirli bir ortama maruz kalmadan bile ortaya çıkar. Bunlar, yalnızca daha önce meydana gelen önleyici mutasyonları seçen yeni bir ortama maruz kaldıktan sonra ortaya çıkar ve avantaj sağlar.

Escherichia coli'de önleyici mutasyonların varlığı, çoğaltma kaplama deneyinde Esther Neoderberg (1952) tarafından deneysel olarak gösterilmiştir (Neo-Darwinizm'de Açıklanmıştır).

(vi) İlgili genetik materyal miktarı temelinde, mutasyonlar üç tiptedir (Tablo 7.15):

(vii) Kökenlerine göre, mutasyonlar iki tiptedir (Tablo 7.16):

Tablo 7.16. Spontan ve İndüklenmiş mutasyonlar arasındaki farklar.

(viii) Mutasyonların önemi:

(a) Mutasyonlar bir popülasyon içindeki varyasyonları yaratır ve korur.

(b) Bunlar ayrıca bir gen havuzunda yeni genler ve aleller de ortaya çıkarır (Şekil 7.45).

(c) Bir dizi nesilde mutasyonların birikmesi spekülasyona neden olabilir.

(B) Cinsel Üreme Sırasındaki Rekombinasyonlar:

Rekombinasyon, kromozom genlerinin yeniden karıştırılmasını içerir. Rekombinasyon şansı, gametogenezi ve ardından döllenmeyi içeren cinsel üremeye maruz kalan organizmalarda daha fazladır.

Cinsel üreme üç aşamada rekombinasyonları içerir:

(i) Karşıya geçerken (Şekil 7.46):

Homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri arasında genetik materyal değişimini içerir.

Geçiş mekanizması aşağıdaki aşamaları içerir:

(a) Sinaps, iki değerli oluşturmak için meiosisin 1. Pafosunun zigoten evresi sırasında homolog kromozomların eşleştirilmesini içerir.

(b) Her iki değerlide olduğu gibi Tetrad oluşumu, mayozun I pachyten aşamasında dört kromatitten oluşur.

(c) Kardeş olmayan homolog kromozom kromatitlerinin, chiasma olarak adlandırılan X şeklindeki noktaları oluşturmak üzere sarılması nedeniyle oluşan chiasma oluşumu.

(d) Geçiş, genetik materyal değişimini içerir.

(ii) Bağımsız kromozom çeşitliliği ile:

Metafaz-I sırasında, bivalentler iki ekvator veya metafaz plakasında iş milinin ekvatorunda düzenlenir. Ana faz I sırasında, homolog kromozomlar zıt kutuplara doğru hareket eder. Buna ayrılma denir ve kromozom sayısında azalma ile sonuçlanır. İkili değerlerin, mayozun metafaz I sırasındaki tesadüfen oluşması sırasında farklılıklar ortaya çıkar.

Üretilen rekombinasyonun sayısı organizmadaki iki değerlilerin sayısına bağlıdır ve formül 2n'de verilir (burada n, iki değerlilerin sayısını temsil eder), örneğin insanda, gametlerin muhtemel kombinasyonlarının sayısı 8.6 x 106 olacaktır (2). ²³ ).

(iii) Rasgele gübreleme ile:

Gametlerin şans füzyonunu içerir, örneğin insanda oluşan zigot türlerinin sayısı 70 x 10 ^12'dir . Herhangi bir gen kombinasyonuna sahip herhangi bir sperm, herhangi bir gen kombinasyonuyla herhangi bir yumurta ile birleşebilir.

Önemi:

Rekombinasyon nedeniyle, sadece mevcut karakterlerin yeniden düzenlenmesi gerçekleşir ve yeni genler üretilmez, ancak farklı özelliklerin bir popülasyonun farklı bireylerine yeniden dağıtılmasına yol açar. Farklı kombinasyonlar, genotipte ve farklı organizmaların fenotipinde çeşitlilik getirir. Yani rekombinasyon bir evrim ajanıdır.

(C) Genetik Sürüklenme:

Şans dalgalanmalarıyla meydana gelen alellerin sıklığındaki rastgele değişimdir. İle karakterize edilir:

(i) Gen havuzunun binom bir örnekleme hatasıdır, yani gelecek neslin gen havuzunu oluşturan alellerin mevcut popülasyonun alellerinin bir örneği olması.

(ii) Genetik sürüklenme daima alellerin sıklığını etkiler ve popülasyonun büyüklüğü ile ters orantılıdır. Bu nedenle genetik kayma, çoğalması muhtemel olan, resesif aleller için homozigoz bireylerin sıklığını artıran, akraba olma şansının arttığı çok küçük popülasyonlarda en önemlidir.

(iii) Genetik sürüklenme, küçük bir grup daha büyük bir popülasyondan ayrıldığında ve tüm alellere sahip olmadığında veya belirli genlerin frekanslarındaki ebeveyn popülasyonundan farklı olabileceğinde meydana gelir. Bu, ada nüfusu ve anakara nüfusu arasındaki farkı açıklar.

(iv) Küçük bir popülasyonda, bir şans olayı (örneğin kar fırtınası), uyarlanabilir değeri az olan bir karakterin sıklığını artırabilir.

(v) Genetik kayma, kurucu etkisiyle de çalışabilir. Bu durumda, genetik kayma, kurucu denilen küçük sömürgecilik gruplarından türetilen bir popülasyondaki alel frekanslarında yeni bir habitatta dramatik değişikliklere neden olabilir.

Bu kurucular, kaynak popülasyonlarında bulunan allellerin hepsine sahip değil. Bu kurucular ebeveyn nüfustan hızlı bir şekilde farklılaşır ve yeni bir tür oluşturabilir, örneğin muhtemelen birkaç ilk kurucudan türetilen Galapagos Adaları'ndaki Darwin ispinozlarının evrimi.

(vi) Nüfus darboğazı (Şekil 7.47):

Aşırı avlanma nedeniyle Afrika'daki çita popülasyonunda azalma, örneğin popülasyon çökmesi adı verilen popülasyon büyüklüğündeki şiddetli düşüşün neden olduğu alel frekanslarındaki azalmadır. Verilen gen havuzu sınırlı olduğundan, populasyon darboğazı genellikle türlerin eski zenginliğini yeniden tesis etmesini önler, böylece yeni popülasyon büyük ebeveyn popülasyonundan çok sınırlı bir gen havuzuna sahiptir.

(D) Gen Geçişi (Gen Akışı):

Çoğu popülasyon, kısmen kısmen aynı türdeki diğer popülasyonlardan izole edilir. Genellikle, bazı göç göçleri (bazı bireylerden bir popülasyondan dışarı taşınma) veya göç (bir popülasyonun bazı üyelerinin aynı türdeki başka bir popülasyona girişi) popülasyonlar arasında ortaya çıkar.

Göç, mevcut gen havuzuna yeni alellerin eklenmesiyle sonuçlanır ve alel frekanslarını değiştirir. Allel frekanslarındaki değişikliklerin derecesi, göçmenlerin genotipleri ile yerli popülasyon arasındaki farklara bağlıdır.

Çok fazla genetik farklılık yoksa, o zaman az sayıda göçmene giriş alel frekanslarını fazla değiştirmeyecektir. Bununla birlikte, eğer popülasyonlar genetik olarak oldukça farklı ise, az miktarda bir göç allel frekanslarında büyük değişikliklere neden olabilir.

Göç eden bireyler, hibridizasyon adı verilen yerel halkın üyeleriyle iç içe geçmişse, bunlar konakçı popülasyonun yerel gen havuzuna birçok yeni alel getirebilir. Buna gen göçü denir. Eğer belirli spesifik melezler verimli ise, bunlar yeni türlerin oluşumuna yol açan evrimde yeni bir eğilim başlatabilir.

Bireyler başka bir bölgeden bir popülasyona girip çıktığında alellerin bu eklenmesi veya çıkarılması gen akışı olarak adlandırılır. Sınırsız gen akışı, gen havuzları arasındaki farkları azaltır ve farklı popülasyonlar arasındaki farkları azaltır.

Tablo 7.17. Mikro evrim ve Makro evrim arasındaki farklar.

(E) Doğal Seçilim:

(i) Tanım:

Heterojen bir popülasyondan karşılaştırmalı olarak daha iyi adapte olmuş bireylerin, daha az adapte olmuş bireylere göre Doğa tarafından tercih edilmesine doğal seçilim denir.

(ii) Mekanizma:

Doğal seleksiyon işlemi, diferansiyel üreme yoluyla çalışır.

Bu, çevreye en iyi adapte olan bireylerin daha uzun süre hayatta kalmaları ve daha yüksek oranda üremeleri ve daha az adapte olanlardan daha fazla yavru üretmeleri anlamına gelir.

Bu nedenle, formerler daha az sayıda gencin daha az yavru üretmesini sağlarken, yeni nesil gen havuzuna orantılı olarak daha fazla gen yüzdesini sağlar. Farklı üreme birkaç nesiller boyunca devam ederse, o zaman daha çok yavru üreten bireylerin genleri popülasyonun gen havuzunda baskın hale gelecektir (Şekil 7.48):

Cinsel iletişim nedeniyle, bazı genlerde ortaya çıkan genetik değişkenlik kademeli olarak bir deme'den diğer deme'ye, deme'den popülasyona ve daha sonra komşu kızkardeş nüfusuna ve son olarak da çoğu üyeye yayılan genlerin serbest akışı vardır. Türler. Doğal seçilim gen frekanslarında ilerici değişikliklere neden olur, yani daha az adaptif genlerin frekansı azalırken adaptif genlerin frekansı artar.

Dolayısıyla, Neo-Darwinizm'in doğal seçimi yaratıcı bir güç olarak hareket eder ve karşılaştırmalı üreme başarısı ile çalışır. Bu tür değişikliklerin birikimi, yeni bir türün kökenine yol açmaktadır.

(iii) Doğal seleksiyon türleri:

Gözlenen üç farklı doğal seçim türü:

1. Sabitleme veya dengeleme seçimi:

Özelleşmiş karakteristiklere sahip organizmaların yok edilmesine yol açar ve genetik olarak sabit olan homojen popülasyonu korur. Aşırı ifadeleri olan bireyleri ortadan kaldırırken, ortalama veya normal fenotipleri tercih eder. Bu konuda daha fazla kişi ortalama karakter değerini elde eder.

Değişimi azaltır, ancak ortalama değeri değiştirmez. Çok yavaş evrim hızı ile sonuçlanır. Bir grafik popülasyon eğrisi çizersek, çan şeklindedir. Çan şeklindeki eğri, aşırı değişkenlerin ortadan kaldırılması nedeniyle daralır (Şekil 7.49).

Örnek:

İnsanlarda orak hücreli anemi (Neo-Darwinizm'de açıklanmaktadır).

2. Yönlü veya Aşamalı seçim:

Bu seçimde, nüfus çevredeki değişimle birlikte belirli bir yöne doğru değişir. Çevre sürekli bir değişim geçirdiğinden, yeni karakterler edinmiş olan organizmalar hayatta kalır ve diğerleri yavaş yavaş elimine edilir (Şekil 7.50).

Bu durumda, bir aşırı uçtaki (daha az adapte olan) bireyler ortadan kaldırılırken, diğer aşırı uçtaki (daha çok adapte olan) kişiler tercih edilir. Bu, böyle bir seçim birçok nesiller için çalıştığında, nüfusta gittikçe daha fazla adapte olmuş bireyler ortaya çıkarmaktadır. Bu seçim türünde, daha fazla kişi ortalama karakter değerinden başka bir değer elde eder.

Örnekler:

Endüstriye ait melanizm (Neo-Darwinizm'de açıklanmaktadır):

Bunda, açık renkli güvelerin sayısı (Biston betularia) yavaş yavaş azalırken, melanik güvelerin sayısı (B. carbonaria) yön seçimini göstererek artmıştır.

DDT'ye dayanıklı sivrisinekler (Neo-Darwinizm'de açıklanmaktadır):

Bu sayede hassas sivrisinekler elimine edildi ve dayanıklı olanlar sayıca arttı. Böylece dirençli sivrisineklerin popülasyonu yön seçimi göstererek arttı.

3. Yıkıcı seçim:

Bir popülasyondaki varyansı artırmak için belirli özelliklerin aşırı ifadelerini destekleyen bir doğal seleksiyon türüdür. Homojen bir popülasyonu birçok uyarlanabilir forma böler. Dengeli polimorfizmle sonuçlanır.

Bu tip bir seçimde, daha fazla kişi, dağılım eğrisinin her iki ucunda da çevresel karakter değerini elde eder. Bu tür bir seçim nadirdir ve ortalama ifadesi olan üyelerin çoğunu elimine eder, bu nedenle bir özellik dağılımında iki tepe üretir (Şekil 7.51).

Örnek:

Denizde, üç salyangoz türü, yani beyaz renklidir; kahverengi renkli ve siyah renklidir. Beyaz renkli salyangozlar ahırlarla kaplandığında görünmez. Siyah renkli salyangoz kaya çıplak olduğunda görünmez. Ancak her iki durumda da kahverengi renkli salyangoz avcılar tarafından yenir. Böylece bunlar yavaş yavaş ortadan kalkar.