Question

В популяции белок 15 из 250 особей имели очень густой и длинный мех .Зимой численность популяции уменьшилась до 200 особей , среди которых оказалось 14 белок с очень густым и длинным мехом . Из-за нехватки корма половина популяции мигрировала в соседний лес . Среди них белок с густым и длинным мехом замечено не было . Определите изменение частоты встречаемости гена , отвечающего за густоту и длину меха . Какие предпосылки эволюции стали причиной изменения частоты встречаемости этого гена в популяции ?

Answer 1

Для начала определим каким геном обуславливается наличие густого и длинного меха, так как таких особей явное меньшинство всего 15 из популяции в 250 особей мы можем сделать вывод, что данный признак образован рецессивным геном.
Теперь воспользуемся законом Харди - Вайнберга для установления частоты встречаемости данного гена в популяции.
Данный закон является основным законом при исследовании генетики популяции и гласит $a^2+2ab+b^2=1$, где а - количество организмов с гомозиготным доминантным геном, ав - количество гетерозигоных организмов и в - количество гомозиготных организмов с рецессивным геном. Гомозиготные по доминантным и рецессивным генам возведены в квадрат потому, что в генотипе гены парные, то есть белка имеющая густой и длинный мех имеет генотип вв.

Зная основные положения закона вычислим частоту встречаемости данного гена в начальной стадии популяции, о которой нам известно. что всего было 250 особей, из которых 15 имели густой и длинный мех
$b^2 = 15/250 = 0,06$ - частота встречаемости рецессивных гомозигот, извлечем квадратный корень из получившегося числа $\sqrt{0,06} = 0, 26$ - частота встречаемости рецессивного гена в данной популяции.
Далее, в связи с естественным отбором число особей в популяции уменьшилось до 200 из которых нужный нам признак имели уже 14, повторим проделанные выше действия для данного состава популяции, чтобы узнать частоту встречаемости гена в данный момент
$b^2= 14/200 = 0,07$ - частота встречаемости рецессивных гомозигот
$\sqrt{0,07} = 0, 26$ частота встречаемости осталось прежней.
Однако, в связи с нехваткой корма половина популяции мигрировала 200/2 = 100, осталось всего 100 особей, но количество особей с длинным и густым мехом так и осталось 14, выясним какова сейчас частота встречаемости нужного нам гена.
$b^2= 14/100 = 0,14$ - частота встречаемости рецессивных гомозигот
$\sqrt{0,14} = 0, 37$
Как мы видим с изменением структуры популяции частота встречаемости данного гена существенно возросла. Для начала предпосылкой послужила наследственная изменчивость. которая позволила ему закрепиться и распространиться в структуре популяции. затем миграция доминантных особей позволила сделать вероятным увеличение количества особей с данным признаком.

Answer 2

Для определения изменения частоты встречаемости гена, отвечающего за густоту и длину меха, необходимо рассмотреть и сравнить данные до и после изменения численности популяции.

Изначально в популяции из 250 особей было 15 белок с густым и длинным мехом. Это составляет 15/250 = 0,06 или 6% от общей численности популяции.

Зимой численность популяции уменьшилась до 200 особей, среди которых оказалось 14 белок с густым и длинным мехом. Это составляет 14/200 = 0,07 или 7% от общей численности популяции.

Из этого можно сделать вывод, что частота встречаемости гена, отвечающего за густоту и длину меха, увеличилась с 6% до 7%.

Причиной такого изменения могло стать несколько предпосылок эволюции. Во-первых, в зимний период популяция столкнулась с нехваткой корма, что могло стимулировать белок с густым и длинным мехом лучше выживать и конкурировать за оставшиеся ресурсы. Таким образом, особи с таким геном имели преимущество в выживании и размножении.

Во-вторых, половина популяции мигрировала в соседний лес, где они не заметили белок с густым и длинным мехом. Возможно, в этом лесу были другие условия среды, которые не поддерживали преимущество этого гена. Поэтому, особи с этим геном не мигрировали и остались в исходной популяции.

В результате, увеличение частоты встречаемости гена, отвечающего за густоту и длину меха, произошло из-за преимущества этого гена в условиях нехватки корма и конкуренции за ресурсы. В то же время, миграция части популяции в другой лес привела к отсутствию наблюдаемого гена в новой популяции. Эти факторы являются предпосылками эволюции и привели к изменению частоты встречаемости гена в популяции.