Закон Харди–Вайнберга
Популяцию составляют особи одного вида. Разные популяции одного вида могут отличаться частотой встречаемости аллельных генов. Проблему закономерностей, которые определяют распределение аллелей в популяции, исследовали английский ученый Г. Харди и немецкий ученый В. Вайнберг. Они пришли к выводу, что в идеальной популяции соотношение аллелей остается постоянным продолжительное время, оно на протяжении нескольких поколений стабилизируется. Идеальной считается популяция, в которой не происходит обмен генетической информацией с другими популяциями, особи свободно скрещиваются между собою (панмиксия), не возникают мутации, нет влияния внешних факторов на определенные сочетания аллелей.
Г. Харди и В. Вайнберг установили закономерность: частота встречаемости аллелей при условиях постоянства внешних и внутренних факторов в численной панмиксичной популяции, изолированной от других, остается относительно постоянной продолжительный период.
Была выведена формула, описывающая распределение частот встречаемости:
р – частота встречаемости аллеля A, q – частота встречаемости аллеля а.
Соотношение генотипов потомков:
| Классы яйцеклеток, их частота | Классы сперматозоидов, их частота | |
| р(А) | q(a) | |
| р(А) | р2(АА) | pq(Aa) |
| q(a) | pq(Aa) | q2(a) |
Из таблицы видно распределение генотипов. Выведен закон Харди–Вайнберга (формула):
р2(АА) + 2pq(Aa) + q2(aa) = 1 (100 %).
Сокращенный вид формулы: (р(А) + q(a))2 = 1.
То есть можно записать частоту встречаемости аллелей в популяции: р(А) + q(a) = 1.
Идеальных популяций не существует. На распределение частот существенно может повлиять отсутствие панмиксии. Многочисленная популяция, которая может свободно скрещиваться, имеет распределение частот, приближенное к полученному по формуле Харди–Вайнберга.
Дрейф генов
Изменение генетической структуры популяций может быть вызвано дрейфом генов. Изучал это явление американский генетик С. Райт. Он исследовал на мушках дрозофилах, что в маленьких популяциях могут резко и нецеленаправленно изменяться частоты встречаемости аллелей. Дрейф генов – это нецеленаправленное, случайное изменение частот встречаемости аллелей.
Дрейф генов четко сказывается в малочисленных популяциях, так как в них ограничена свобода спаривания. В малочисленных популяциях, изолированных от других, быстро и непредвиденно изменяется соотношение частот аллелей. В малочисленных популяциях наблюдается увеличение частоты гомозигот, так как возрастает вероятность близкородственных скрещиваний. На дрейф генов влияют популяционные волны. Их впервые исследовал русский генетик С. С. Четвериков.
Популяционные волны
Популяционные волны – это периодические колебания численности особей в популяции. Хорошо выражены популяционные волны у организмов с быстрой сменой поколений. Популяции отличаются между собой частотой встречаемости разных соединений аллелей.
Генофонд
Совокупность всех генов, их аллелей у особей определенной популяции называется генофондом. Изменение структуры генофонда могут происходить под действием разных факторов: дрейфа генов, изоляции, популяционных волн и т. п.