首页 >
种群遗传学
✍ dations ◷ 2025-06-06 21:47:52 #种群遗传学
现代生物分类群体从它们的
共同祖先遗传分化的图示。进化论介绍(英语:Introduction to evolution)
演化的证据
共同起源
共同起源的证据群体遗传学 · 遗传多样性
突变 · 自然选择 · 适应
遗传漂变 · 基因流
物种形成 · 辐射适应
共同演化 · 趋异演化 · 趋同演化
平行演化 · 绝灭证据
历史
现代综合理论
社会影响社会生物学
生态遗传学
演化人类学
演化发育生物学
演化语言学
演化伦理学
演化经济学
演化心理学
进化博弈理论
进化计算
人类演化
分子演化
系统发生学
古生物学
人工选择
群体遗传学
系统分类学群体遗传学(英语:Population genetics)又称族群遗传学或种群遗传学,是研究在演化动力的影响下,等位基因的分布和改变。演化动力包括自然选择、性选择、遗传漂变、突变以及基因流动五种。通俗而言,群体遗传学则是在种群水平上进行研究的遗传学分支。它也研究遗传重组、种群的分类、以及种群的空间结构。同样地,群体遗传学试图解释诸如适应和物种形成现象的理论。群体遗传学是现代进化综论出现的一个重要成分。该学科的主要创始人是休厄尔·赖特、约翰·伯顿·桑德森·霍尔丹和罗纳德·费雪,他们还曾经为定量遗传学(英语:Quantitative genetics)的相关理论建立基础。传统上是高度数学化的学科,现代的群体遗传学包括理论的、实验室的和实地的工作。计算方法常使用溯祖理论(英语:Coalescent theory),自1980年代发挥了核心作用。性状由遗传和环境的交互作用决定。多样性的来源包括基因、环境和和两者的交互作用。照定义,只有可遗传的部分会影响生物演化,所以族群遗传学主要用等位基因的频率来表示生物多样性,并追踪其变化来了解一个性状的演化。一个种群中,某个性状的多样性源自遗传差异的比例,称为可遗传性(heritability)。在没有演化动力下,也就是没有天择、没有突变、随机交配(有性生殖、没有性择)、种群无限大(没有遗传漂变)、没有基因流时,双倍体生物的基因频率f可以用哈温比例表示如下:这个基因座有两个等位基因:A和a。当演化动力存在时,会造成基因型频率偏离哈温平衡,包括等位基因频率的改变和连锁不平衡。当基因座之间彼此独立时,一个个体共时带有A基因和B基因的几率f(AB)应该要等于f(A)×f(B)。但是有些演化动力或分子机制会造成基因座之间不独立。连锁不平衡描述的就是不同基因座之间,某些基因非随机共同出现的几率。D即是A和B之间的连锁不平衡。也可以用如下公式计算:是多样性的来源。在族群遗传学主要区分为中性突变、有益突变和有害突变。可逆的突变可以作如下表示:其中p和q代表等位基因的的频率,μ和ν是突变率,t是时间。平衡状态是:自然选择发生于不同的基因型有不同适应度时:其中f(x)为x的频率,
w
x
{displaystyle w_{x}}
是x的相对适应度。
w
¯
{displaystyle {bar {w}}}
即是整个种群的平均适应度。适应度也可用选择系数(selection coefficient)表示为
w
A
A
=
1
+
s
A
A
{displaystyle w_{AA}=1+s_{AA}}
。值得注意的是适应度不一定是一个常数,而可能是基因频率的函数,这种情况称为频率依赖选择(frequency-dependent selection)。负为频率依赖选择,也就是频率低的基因较适应的情况,是维持基因多样性的一个重要机制。另一个可以维持基因多样性的情况是超显性,即异型合子的适应度最高。当个体在不同种群间移动时,称为迁徙(migration)或基因流(geneflow)。在两个面积类似的栖地之间(两岛屿模型)的基因流可用如下式子表示:其中
p
1
{displaystyle p_{1}}
和
p
2
{displaystyle p_{2}}
分别代表某个等位基因两个栖地中的频率,m是迁徙率。当一个栖地远大于另一个时(陆地—岛屿模型),则用如下式子:C和I分别代表陆地和岛屿的基因频率。如果没有别的演化动力,最终岛屿的基因频率会和陆地相同。各种非随机交配会造成性选择。x是基因型频率,
p
i
j
{displaystyle p_{ij}}
是雌i对雄j的偏好,1代表AA,2代表Aa。当族群大小有限时,会因为单纯的几率造成基因频率的改变。可以用二项分布描述基因频率从一个值变为另一个值的几率。当族群大小是N时,等位基因有2N个,经一个世代后,族群中会有j个A基因的几率是:P
=
(
2
N
j
)
p
j
q
2
N
−
j
=
(
2
N
)
!
j
!
(
2
n
−
j
)
!
p
j
q
2
N
−
j
{displaystyle P={2N choose j}p^{j}q^{2N-j}={(2N)! over j!(2n-j)!}p^{j}q^{2N-j}}因为0<q<1,族群大小(N)越小时,这个几率越高。除了用二项分布配合马可夫链来计算,漂变也可以用一维布朗运动的扩散方程来描述。因为模型都经过一定的简化,方程式中的N并不完全对应到真实世界的族群大小,而被称为有效族群大小。
相关
- 玻意耳-马略特定律波意耳-马略特定律(英语:Boyle's law,也称作Boyle–Mariotte law或Mariotte's law),在定量定温下,理想气体的体积与压强成反比。是由爱尔兰化学家罗伯特·波义耳,在1662年根据实验
- DNA 序列核酸序列(英语:Nucleic acid sequence,亦称为核酸的一级结构)使用一串字母表示的真实的或者假设的携带基因信息的DNA分子的一级结构。每个字母代表一种核碱基,两个碱基形成一个碱
- 国家安全局美国国家安全局(英语:National Security Agency,缩写:NSA)是美国政府机构中最大的情报部门,专门负责收集和分析外国及本国通讯资料,隶属于美国国防部,是根据美国总统的命令成立的部
- 回避型人格障碍回避性人格障碍(英语: Avoidant Personality Disorder; 简称AvPD或APD),或译畏避型人格障碍、逃避型人格障碍、畏惧型人格违常,属于人格障碍的一种。因为害怕在别人面前丢脸,此类
- 乔舒亚·莱德伯格乔舒亚·莱德伯格(Joshua Lederberg,1925年5月23日-2008年2月2日),美国分子生物学家,主要研究方向为遗传学、人工智能和太空探索。因发现细菌遗传物质及基因重组现象而获得1958年
- 立方烷立方烷(C8H8)为人工合成的烷烃,又称为五环辛烷,外观为有光泽的晶体。八个碳原子对称地排列在立方体的八个角上。此烷烃属于柏拉图烃的一种。立方烷于1964年由芝加哥大学的Dr. Ph
- 蔡斯盐蔡斯盐(或称作蔡氏盐、Zeise盐)为一黄色、在空气中稳定的配合物,其化学式为K。蔡斯盐的阴离子中包含一个η2 的乙烯配体(哈普托数为2,表示乙烯有二个原子参与配位),是以铂原子为中
- 瓦勒德马恩省马恩河谷省(法语:Val-de-Marne),或音译为瓦勒德马恩省,是法国法兰西岛大区所辖的省份。该省位于巴黎东南方。该省编号为94。该省得名于马恩河。总面积245平方公里 (95平方英里),总
- 帝政风格帝政风格(英语:Empire style),又译帝国风格,是拿破仑帝国的官方艺术风格。帝政风格非常强调帝权象征。于1804年登上皇帝宝座的拿破仑一心想效仿古罗马帝国的模式建立起统一的欧洲
- 墨尔本第二代墨尔本子爵威廉·兰姆,PC,FRS(William Lamb, 2nd Viscount Melbourne,1779年3月15日 - 1848年11月24日),英国辉格党政治家,曾任内政大臣、首相。他曾热情辅导初登皇位的维多