Популяционные волны

Популяционные волны

Популяционные волны возникают с определенной регулярностью и имеют значительную амплитуду. Так частота популяционных волн у зайцев составляет около 10 лет, бабочки белянки – 10–12 лет, саранчи – 11 лет. При этом популяция зайцев в Канаде на пике популяционной волны увеличивается в 10 раз, а майского жука в 1 миллион раз (рис. 3).

Рис. 3. Частота всплесков численности различных травоядных животных. Сегодня эти циклы связывают с периодами повышенной солнечной активности, которые, в свою очередь, влияют на продуктивность растений – кормовой базы этих животных.

Факторы нарушающие генетическую стабильность популяции

Важным следствием этого закона является постоянство частот встречаемости каждой аллели в популяции.

Необходимо отметить, что закон Харди – Вайнберга, как и другие генетические закономерности, основанные на менделевском принципе случайного комбинирования, точно выполняется только при бесконечно большой численности популяции.

На практике это означает, что в небольших популяциях закон Харди – Вайнберга выполняется нечетко.

Русский ученый С.С. Четвериков также отмечал, что в результате свободного скрещивания происходит постоянное поддержание равновесия генотипических частот в популяции.

Нарушение равновесия связано, как правило, с действием внешних сил и наблюдается только до тех пор, пока эти силы оказывают влияние.

Остановимся на этих силах подробнее. К факторам, нарушающим генетическую стабильность популяции, т. е. увеличивающим генетическое разнообразие, относятся миграции, изоляции, дрейф генов, популяционные волныиестественный отбор(схема 4).

Схема 4. Факторы, нарушающие генетическую стабильность популяции

Миграциииизоляции приводят к резкому изменению генофонда, поскольку происходит изменение частоты встречаемости генотипов за счет добавления новых или исключения старых.

Дрейф генов – это явление случайного статистического отклонения в частотах аллелей, в небольших популяциях.

Закон Харди – Вайнберга четко соблюдается только для бесконечно больших популяций.

Чем меньше популяция, тем больше величина отклонения, т. е. дрейфа генов. В результате дрейфа генов, в маленьких популяциях может происходить даже полное элиминирование некоторых аллелей гена (схема 5).

Схема 5. Популяционные волны и дрейф генов

Как видно из графика, в пятидесятом поколении произошло полное выпадение носителей одного из аллелей.

Популяционные волны – это резкие изменения численности популяции, связанные с действиями внешней среды (наличием пищи, хищников или абиотических факторов). Например, увеличение численности лисиц приводит к падению численности зайцев. Но затем это приводит к падению численности самих лисиц, лишившихся основного пищевого ресурса (схема 6).

Схема 6. Популяционные волны хищников и их жертв на примере долговременных наблюдений за лисами и зайцами.

Изменение численности сразу сказывается на частоте встречаемости аллелей. Кроме того, популяционные волны обычно сопровождаются обострением борьбы за выживание и стимуляцией естественного отбора.

Естественный отбор, в свою очередь, приводит к отбору некоторых аллельных вариантов, соответствующих наиболее приспособленному фенотипу. Таким образом, естественный отбор приводит не к случайному образованию гамет, а к выборочному.

Перечисленные факторы, приводящие к изменению частот аллелей в популяциях, приводят к накоплению различий между этими популяциями, и в дальнейшем способствуют видообразованию.

Задание:

1. Что такое популяция? Почему популяция, а не отдельный организм является элементарной единицей эволюции?

2. Что такое дрейф генов? Каково его эволюционное значение?

3. Какие факторы влияют на частоту аллелей в популяции?

4. Рассчитайте по закону Харди – Вайнберга частоту встречаемости генотипов в популяции, если частоты встречаемости аллелей А – 90% и а – 10%.

5. Чем дрейф генов отличается от популяционных волн?

6. Какие социальные факторы влияют на частоту аллелей в популяциях человека?

⇐ Предыдущая 12