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演化的驱动力

演化的定义:

  • 生物特征代代相传,略有改变;
  • 生物在1形态、生理和行为上发生的世代之间、十分缓慢、可遗传的变化

演化的必要条件:

  • 可遗传的变异
  • 选择

变异的来源#

基因突变:一般指点突变

染色体重组:父本、母本染色体片段重组

染色体畸变:染色体片段插入、缺失、重排

基因组重复:整套遗传物质复制一份/多份

基因突变具有:“不定向性和随机性”

突变是具有热点的,对于生命活动至关重要的基因突变频率更低

突变为自然选择提供了素材

自然选择(繁殖)#

达尔文定义:生物在自然界适者生存中,适者能够生存和生殖,不适者被淘汰的现象

  1. 对“最适者”的理解问题

    那些能留下最多后代的类型才是“最适者”

    在斗争中取胜者不一定是最适者,只有遗传下去才有意义,把“适者生存”理解为“优胜劣汰”是不全面的

  2. 关于进化单位的问题

    只有相互繁殖的群体(即孟德尔式的群体)才能保持一个相对稳定的基因库

    进化的单位不是个体而是群体(种群)

  3. 选择的模式问题(选择只选择性状)

    自然界中还存在着多种其他的选择模式或机制

    对于“自然选择起着筛子作用”这样的理解,就有加以说明的必要

修正后定义:不同基因型的有差异的延续

自然选择个体的特征:

  • 竞争能力
  • 生育力

自然选择发生的条件:

  • 种群内存在着不同的基因型和表型和个体
  • 不同基因型,存在适合度
  • 存在繁殖过剩

选择的基本类型#

定向选择#

某种等位基因被自然选择“留下”,而其他则被淘汰,某种等位基因的频率向单一方向“移动”

例子:

  • 工业化造成的黑蛾
  • 病原菌对抗生素的拮抗特性
  • 有害昆虫对杀虫剂的拮抗作用

稳定选择#

针对某个特征的选择,处于中间型的特性被自然选择保留,将降低遗传多样性

例子:

  • 婴儿出生体重

间断选择#

间断选择是自然选择的一种类型。根据内容,间断选择的特点是:

  • 自然选择同时”选留”两个极端类型的特征
  • 这种选择会增加基因的遗传多样性

间断选择的例子包括:

  • 果蝇体节上刚毛数的间断选择
  • 大耳马蹄蝠的回声定位(涉及选择性交配)

间断选择与其他类型的选择(如定向选择和稳定选择)不同,它倾向于保留两个极端的特征,而不是单一方向的特征或中间型特征。这种选择方式可能导致种群内部出现明显的分化,从而增加遗传多样性。

自然选择同时“选留”两个极端类型的特征,会增加基因的遗传多样性

例子:

  • 果蝇体节上刚毛数的间断选择
  • 大耳马蹄蝠大回声定位(选择性交配

平衡选择#

一种维持种群中遗传多样性的自然选择形式

  1. 频率依赖性遗传

    1. 频率依赖性负选择:频率越高,所留后代越少
    2. 频率依赖性正选择:频率越高,所留后代越多
  2. 杂合子具有选择优势

    选择优势和杂交优势的区别:

    例子:

    镰刀型红细胞贫血症在疟疾流行区的选择优势

  3. 多样化选择

    例子:

    Hla基因与人类免疫相关(识别抗原),在人群中存在高达9%的多样性,即存在很多等位基因

  4. 正选择、负选择

    1. 正选择

      自然选择“选留”一些稀少的等位基因

    2. 负选择

      自然选择淘汰了一些稀少的等位基因

自然选择的条件#

  • 可遗传的变异
  • 变化的条件

自然选择的结果#

适应环境

自然选择的一些特例#

特例1:性选择

《windowbird》(维达雀

特例2:人工选择

个体的迁徙#

基因流:基因的迁移

基因流的形式:

  • 植物:花粉、种子
  • 动物:种群首领的更替,新成员的加入

基因流的结果:世界“大同”

当迁徙者的等位基因频率与当地种群有差异时,可以改变当地种群基因的频率

基因流得作用效果取决于多种因素,如果迁入基因有利,则会被保留;如果不甚,基因淘汰的速度也是较慢的

基因漂移#

小种群:世代之间基因频率的随机变化

遗传漂变:在一个有限的群体内,因为存在对配子库配子的随机抽样,导致下一世代的中性突变的基因频率与上一世代存在随机的误差

条件:

  • 可遗传的变异
  • 小种群

基因漂变的结果:所有可遗传的变异被保留和固定的概率相同(与基因生存率无关

(1)先锋者效应#

由少数几个携带有亲本种群中部分遗传变异的种群建立起新的种群,新种群中的基因频率偏离流原来的亲本种群

新群体中的基因更多的偏向于先锋者的基因

(2)瓶颈效应#

一个大的种群缩小后再扩大后,由于小的种群中基因频率未能全面代表原来亲本种群所造成的后果

不均等交配#

交配方式:

  • 随机交配
  • 选择交配

近亲交配的后果:

  1. 纯合率增加,遗传组成的复杂性降低,减弱了种群应对外部选择的能力
  2. 隐性基因得以表现
  3. 也是种群进化的力量

中性选择#

基于分子突变都是中性这一事实

中性突变完全凭借偶然的机会在种群中固定或消失,与自然选择无关

中性选择的条件#

  1. 可遗传的变异,这些突变对生物的生存和繁殖无益处也无害处;即使有,也非常小
  2. 小种群

中性选择的结果#

对生物的生存和繁殖无影响,或影响很小的遗传性状都被保留

总结#

Hary-Weinberg平衡#

平衡条件#

在无突变、无自然选择、无迁移、随机交配、大群体的情况下:

基因型频率符合遗传平衡定律:

p2+2pq+q2=1p^2+2pq+q^2=1

AA Aa aa

H-W平衡的意义——进化的各种因素

演化的驱动力
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Author
Duck
Published at
2024-09-29