Hvad er forholdet mellem allel frekvens og evolution?

Evolution er den proces, der katalyserer genetiske forandringer inden for en population af organismer. For eksempel kan en algerart ændre deres lysabsorberende proteiner fra grønt til rødt, så de kan trives bedre i dybere farvande. Men den synlige ændring i algeregenskaber er en afspejling af en ændring i den generelle frekvens af specifikke gener i befolkningen. Teknisk set er dette kendt som allel frekvens. Så evolutionær forandring kan ikke ske uden ændringer i allel frekvens, mens en ændring i allel frekvens er en indikation på, at udviklingen forekommer.

Phenotype og Genotype

Phenotype refererer til sæt af observerbare fysiske og adfærdsmæssige træk ved en organisme. Mange af disse træk er direkte udtryk for en organismer DNA, som kaldes genotypen. Selvom nogle elementer af fænotype er drevet af interaktionen mellem en organismes genotyper med miljøet, er en eller anden fænotype forbundet med genotype.

Genotypen af ​​en bestemt organisme består af et sæt genetiske instruktioner til opbygning af proteiner . Disse instruktioner er normalt en slags blandet taske. For eksempel kan en grøn alge have noget DNA, der også styrer syntesen af ​​røde proteiner. Men andre gener kan slukke for det røde proteingen, eller måske er der kun meget mere grønt protein fremstillet end rødt protein. Så en bestemt organisme kunne have en stærk grøn genotype og en svag rød genotype.

Befolkningsgenetik

Selvom evolution er drevet af miljøets interaktion med en enkelt organisme, kan en enkelt organisme ' t udvikle sig. Det er kun arter, der kan udvikle sig. Så genetikere ser på den overordnede fordeling af fænotype og genotype inden for en population. Mange forskellige blandinger er mulige.

For eksempel kan en population af grønne alger være grøn, fordi de kun har gener til at lave grønne proteiner. Men de kunne også være grønne, fordi de har gener til grønne proteiner og røde proteiner, men de har et andet gen, der bestemmer, at røde proteiner skal brydes ned lige efter, at de er lavet. Så det farveproteinfremstillende gen kan enten være "grønt" eller "rødt". De to valg kaldes alleler, og en måling af artens genetiske sminke gives af allelfrekvensen blandt alle organismer i arten.

Ligevægt

Forestil dig en dam, et par fødder dybt med alger vokser hele vejen igennem. Algerne nær overfladen har masser af gult lys, at deres grønne protein absorberer helt fint. Men algerne, der glider ned, har ikke meget gul lys - vandet absorberer det gule og lader mere blålig lyse igennem, så de dybere alger har brug for rødt protein til at klare sig bedre i større dybder. Hvis du skulle prøve algerne på overfladen, ville de sundeste være grønne, mens de sundeste alger under overfladen ville være røde. Men algerne opdrætter sig med hinanden, så procentdelen af ​​grønne proteiner og rød-protein-gener vil være ret stabile fra generation til generation. Stabiliteten af ​​allelfrekvensen er beskrevet i Hardy-Weinberg-princippet.

Skift

Forestil dig nu, at der er et år med store storme. Algerne i dammen overlader bankerne og spredes til nabostater. En af de tilstødende damme er meget lavvandede, og den anden er meget dybere. I den lavvandede dam er det røde proteingen ikke nyttigt, så flere rene grønne proteinalger er vellykkede. Det vil have tendens til at drive det røde protein gen ud af genpuljen - det vil sige at det vil reducere allelfrekvensen af ​​det røde proteingen. Det modsatte kan ske i den dybe dam. I dybe farvande er grønproteinet uden hjælp. Forskellen i dybden af ​​de grønne og røde alger kan føre til faldende grøn-proteingener i algeregationen, som aldrig kommer tæt på overfladen at opdrætte. Allelfrekvensen ændres som følge af miljøpåvirkning: evolution er på arbejde.