首页 >
群体遗传学
✍ dations ◷ 2025-04-25 01:38:20 #群体遗传学
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
- 微生物学微生物学是研究微生物的一门学科。微生物包括病毒、原核生物和简单的真核生物。目前,微生物学的最主要工作是用生物化学和遗传学方法完成的。由于很多病原(像是造成植物病害的
- 联邦规则汇编联邦规则汇编(英语:Code of Federal Regulations,缩写:CFR)是由美国联邦政府执行部门的联邦公报发布的一般性和永久法律法规的汇编,通过不同的主题把联邦规则分为50个主题。联邦规
- 2013年东南亚霾害2013年东南亚霾害为印尼苏门答腊多处的农民常以火大面积的烧芭(火耕)方式清理农地。烟雾随季风飘散,并影响新加坡、马来西亚等邻近东南亚国家环境污染灾害。霾害造成新加坡樟宜
- 异戊酸血症异戊酸血症是一种遗传病,其会导致白胺酸无法正常代谢,最后导致3-甲基丁酸的堆积。此遗传病的发生率未知。遗传方面,其遗传方式为体染色体隐性遗传。医学导航:遗传代谢缺陷代谢、
- 植物神经系统自主神经系统(英语:autonomic nervous system,缩写为ANS),又称植物神经系统(vegetative nervous system,VNS)或内脏神经系统(visceral nervous system,VNS),与躯体神经系统共同组成脊椎
- 克里语克里语(英文:Cree language,平原克里语:Nēhiyawēwin / ᓀᐦᐃᔭᐍᐏᐣ)是一系列联系密切的阿尔冈昆语族方言连续体。主要使用在加拿大北部,使用人数约117,000人,是加拿大使用人数
- 越陶文 ‧ 甲骨文 ‧ 金文 ‧ 古文 ‧ 石鼓文籀文 ‧ 鸟虫书 ‧ 篆书(大篆 ‧ 小篆)隶书 ‧ 楷书 ‧ 行书 ‧ 草书漆书 ‧ 书法 ‧ 飞白书笔画 ‧
- 性治疗性治疗是一门改善性功能及治疗性功能障碍的策略。它的治疗范围包括早发性射精、延迟性射精(英语:delayed ejaculation)、勃起功能障碍、缺乏性兴趣或性兴奋、 性疼痛障碍(性交疼
- 章鱼八腕目(学名:Octopoda)通称章鱼,学名为蛸,属于软体动物门头足纲。章鱼是所有头足纲动物中最聪明的一支,章鱼完全褪去了外壳、也褪去了头部用于游泳的鳍,不过却获得了软体动物中最灵
- 土力土力工程学,又名岩土工程学、大地工程学,主要研究泥土构成物质的工程特性。土力工程师会研究从工地采集的泥土样本和岩石样本中的数据,然后计算工地上的建筑所需的格构。地基、