Урок биологии в 11 классе по теме " Изменения генофонда популяций"

Что такое генофонд популяции?

Обладая специфическим генофондом, находящимся под контролем естественного отбора,

популяции играют важнейшую роль в эволюционных преобразованиях вида.

Все процессы, ведущие к изменениям вида, начинаются на уровне видовых популяций .

Генетическое равновесие в популяциях.

Частота встречаемости различных аллелей в популяции определяется частотой мутаций , давлением отбора, а иногда и обменом наследственной информации с другими популяциями в результате миграций особей.

При относительном постоянстве условий и высокой численности популяции все указанные процессы приводят к состоянию относительного равновесия. В результате генофонд таких популяций становится сбалансированным, в нем устанавливается генетическое равновесие, или постоянство частот встречаемости различных аллелей .

Причины нарушения генетического равновесия.

• действие естественного отбора приводит к направленным изменениям генофонда популяции — повышению частот «полезных» генов. Происходят микроэволюционные изменения.
• Однако изменения генофонда могут носить и ненаправленный, случайный характер. Чаще всего они связаны с колебаниями численности природных популяций или с пространственным обособлением части организмов данной популяции.

Ненаправленные, случайные изменения генофонда Могут происходить вследствие разных причин — миграции, т. е. перемещение части популяции в новое место обитания.

Если небольшая часть популяции животных или растений поселяется на новом месте, генофонд вновь образованной популяции будет неизбежно меньше генофонда родительской популяции. В силу случайных причин частоты аллелей в новой популяции могут не совпадать с таковыми у исходной. Гены, до того редко встречающиеся, могут быстро распространяться (вследствие полового размножения) среди особей новой популяции. А ранее широко распространенные гены могут отсутствовать, если их не было в генотипах основателей нового поселения.

Сходные изменения могут наблюдаться в случаях, когда популяция разделяется на две неравные части естественными или искусственными барьерами. Например, на реке построена дамба, разделившая обитавшую там популяцию рыб на две части. Генофонд малой популяции, берущей начало от малого количества особей, может, опять же в силу случайных причин, отличаться от генофонда исходной по составу. Он будет нести в себе только те генотипы, которые случайно подобрались среди малого числа основателей новой популяции. Редкие аллели могут оказаться обычными в новой популяции, возникшей в результате ее обособления от исходной популяции .

Состав генофонда может меняться вследствие различных природных катастроф, когда выжившими остаются лишь немногие организмы (например, из-за наводнения, засухи или пожаров).

• В популяции, пережившей катастрофу, состоящей из особей, оставшихся в живых случайно, состав генофонда будет сформирован из случайно подобранных генотипов.
• Вслед за спадом численности начинается массовое размножение, начало которому дает немногочисленная группа.

• Генетический состав этой группы определит генетическую структуру всей популяции в период ее расцвета. При этом некоторые мутации могут совсем исчезнуть, а концентрация других — резко повысится. Набор генов, оставшихся у живых особей, может несколько отличаться от того, который существовал в популяции до катастрофы.

Периодические колебания численности свойственны почти всем организмам

• Резкие колебания численности популяций, чем бы они ни были вызваны, изменяют частоту аллелей в генофонде популяций .
• При создании неблагоприятных условий и сокращении численности популяции из-за гибели особей может происходить утрата некоторых генов, особенно редких.

• В целом чем меньше численность популяции, тем выше вероятность потери редких генов, тем большее влияние оказывают на состав генофонда случайные факторы.

Дрейф генов

• действие случайных факторов обедняет и изменяет генофонд малой популяции по сравнению с его исходным состоянием- это явление называется дрейфом генов.
• В результате дрейфа генов может сложиться жизнеспособная популяция со своеобразным генофондом, во многом случайным, поскольку отбор в данном случае не играл ведущей роли.

• По мере увеличения численности особей вновь восстановится действие естественного отбора, который будет распространяться уже на новый генофонд, приводя к его направленным изменениям. Совокупность всех этих процессов может привести к обособлению нового вида.

Направленные изменения генофонда происходят вследствие естественного отбора .

• Естественный отбор приводит к последовательному возрастанию частот одних генов (полезных в данных условиях) и к снижению других.
• Вследствие естественного отбора в генофонде популяций закрепляются полезные гены , т. е. благоприятствующие выживанию особей в данных условиях среды. Их доля возрастает, и общий состав генофонда меняется.
• Изменения генофонда под действием естественного отбора приводят и к изменениям фенотипов, особенностей внешнего строения организмов, их поведения и образа жизни, а в конечном итоге — к лучшей приспособленности популяции к данным условиям внешней среды.

Вопросы

1.    При каких условиях возможно равновесие между различными аллелями популяционного генофонда? 2.    Какими силами вызваны направленные изменения генофонда? 3.    Какие факторы являются причиной нарушения генетического равновесия

СПАСИБО ЗА урок !!!