Генофонд - це Генофонд популяції

Генофонд популяції є загальним визначенням, що описує комплекс всіх її даних. Вперше концепція і сам термін були сформульовані радянським генетиком Серебряковим в 1928 році.

Кодування і передача інформації

У кожному біологічному вигляді присутній певний хромосомний набір. Так, у кішок існує 19 пар хромосом, у метелика - 190 у конюшини - 7 а у людини - 23. В останньому випадку присутня одна пара статевих хромосом. Безпосередньо за збереження генофонду, рекомбинантную і репродуктивну функцію відповідають решта 22. Статеві ж хромосоми забезпечують безпосередній процес еволюції. Вони несуть відповідальність за зміну генофонду популяції.

Хромосоми

Вони представлені у вигляді послідовності генів, які розділені простором. У нього включені регуляторні відрізки і ділянки ДНК, в яких не містяться закодовані відомості. Розташування генів у хромосомах нерівномірно. Так, виявляються зони багаті і бідні цими елементами. Ученим досі не вдалося точно встановити причини такого дивного розташування. Сьогодні генофонд людини досить об'ємний. У простих організмів він набагато менше. Так, людський генофонд налічує близько 28000 генів.

Характер відомостей

Хромосоми несуть велику кількість даних: це тип шкіри, колір очей, довжина кінцівок, форма нігтів, схильність до патологій, група крові, смакові звички і так далі. Ці внутрішні або зовнішні характеристики можуть проявитися в сьогоденні або майбутніх поколіннях. Вважається, що до спадкової інформації також відноситься темперамент людини. Але на даний момент це припущення дуже спірно.




Під впливом несприятливих умов або з плином часу гени можуть трансформуватися в них відбуваються "поломки", які викликають хромосомні захворювання. До таких, наприклад, відносять синдроми Кляйнфертера, Дауна, Шерешевського-Тернера та інші. Чим старше батьки, тим сильніше ймовірність таких мутацій. У зв'язку з цим на сучасному рівні розвитку науки актуальним стало питання про те, як можна захистити генофонд популяції.

Ключові поняття

У науці використовується три ухвали, які пов'язані із закодованою інформацією: геном, генофонд і генотип. Розглянемо відмінності цих понять. Комплекс даних організму, притаманних йому як представнику Homo sapiens, визначається як геном. Генофонд характеризує сукупність відомостей всіх видів - всіх людей планети. У кожного індивіда є також певний набір відомостей. Він називається генотипом. В даний час вчені мають набагато більшим обсягом знань про ДНК, ніж кілька десятиліть тому. У цьому зв'язку під геномом сьогодні мається на увазі загальна ДНК гаплоїдного хромосомного набору і кожного внехромосомного елемента, що міститься в окремій зародковій клітці складного організму. Початковий термін був введений у науку в 1920 році Гансом Вінклером.

Відмінні риси генофонду

Це поняття сьогодні описує понад 6 млрд. представників Homo sapiens. Всі вони поділяються на народності, нації, раси, етнічні групи, національності. Генофонд - це особлива система характеристик. Їй притаманні такі риси:

Цілісність.

Залежність від попередніх поколінь.

Неоднорідність генотипів.

Крім іншого, для людей характерний певний обсяг спадкових хвороб, який пов'язаний з високою схильністю і відносно нетривалої життям. На цьому, власне, ґрунтується природний відбір всередині населення планети. Генофонд - це один з найважливіших компонентів видових трансформацій.

Рівновага

Частота, з якою різноманітні алелі зустрічаються в популяції, обумовлюється регулярністю мутацій, впливом відбору. У деяких випадках показник залежить від характеру інформаційного обміну при міграції. При порівняльному сталості умов і великої чисельності зазначені вище процеси призводять до відносного рівноваги. У підсумку генофонд цих популяцій є збалансованим. Всередині нього встановлюється сталість частоти, з якою зустрічаються різні алелі, або рівновага.

Причини дисбалансу

При природному відборі зміна генофонду має спрямований характер. Це означає, що підвищуються частоти "корисних" даних. В результаті мають місце микроэволюционние трансформації. Однак далеко не завжди перетворення, яким піддається генофонд, це спрямовані процеси. Найчастіше вони носять випадковий характер. Як правило, вони обумовлені коливаннями в загальній чисельності всіх видів або з відокремленням певної частини організмів у просторі. Основні причини, що викликають трансформації, яких зазнає генофонд, це:

Міграції.

Поділ видів.

Природні катастрофи.

Міграції

Вони являють собою переміщення деяких видів однієї популяції на нову територію проживання. Якщо якась невелика частина рослин або тварин оселиться на новій місцевості, то їх генофонди будуть неминуче менше, ніж у батьків. Під дією випадкових причин частота алелей нової популяції може не збігатися з показниками вихідної. Дані, які до моменту міграції зустрічалися досить рідко, можуть почати поширюватися досить інтенсивно (у зв'язку з статевим розмноженням) серед переселених особин. Разом з цим гени, які раніше були присутні у великій кількості, можуть і зовсім відсутні. Така ситуація, зокрема, має місце, якщо засновники нової спільноти їх не мали.

Поділ видів

Аналогічна вищеописаною ситуація може виникати у разі, коли в популяції формуються дві нерівні частини або з'являються штучні бар'єри. Приміром, на річці була споруджена дамба. Вона розділила яка виросла у водоймі популяцію риб на нерівні частини. У малій спільноті, знову ж таки, в силу випадкових причин, що комплекс даних, може відрізнятися за своїм складом від інформації, властивої вихідної сукупності видів. Генофонд в такому випадку буде нести тільки такі генотипи, які підібралися випадково серед невеликої кількості засновників нової групи. При цьому раніше рідко зустрічалися алелі в освіченій спільноті можуть стати звичайними.

Природні катаклізми

Вони справляють істотний вплив на склад генофонду. В результаті природних катастроф вдається вижити лише небагатьом представникам того чи іншого співтовариства (наприклад, після посухи, пожежі, повені). В пережила катаклізм популяції, яка складається з випадково вижили особин, склад генофонду буде підбиратися теж ненаправленно. Після різкого зниження чисельності почнеться активне розмноження представників, які залишилися, сформували навіть нечисленну групу. Її генетичний склад буде визначати структуру популяції в період розквіту. У такій ситуації деякі мутації можуть зовсім перестати існувати, а інтенсивність інших трансформацій різко підвищиться. Генний набір, який присутній у нечисленної вижила групи, може певною мірою відрізнятися від того, який був у вихідній популяції до катастрофи.

Результати чисельних коливань

Зміна кількісного складу популяції, незалежно від причин, його викликали, позначається на частоті алелей. При формуванні несприятливих умов і зменшенні чисельності у зв'язку з загибеллю особин може відбутися втрата деяких, особливо рідкісних генів. В загальному вигляді, чим менше буде кількісний склад, тим вище ймовірність втрати і тим більший вплив на освіту спільноти будуть надавати випадкові фактори. Коливання чисельності періодично відбуваються практично у всіх організмів. Вони змінюють генну частоту в популяціях, які приходять на зміну попереднім. Такі явища особливо добре видно серед комах. Деякі з них можуть пережити зиму. У результаті до весни їх популяція істотно скорочується. Ця невелика група дає початок новому спільноти комах. Найчастіше генофонд нової популяції має суттєві відмінності від того, який був рік тому.

Природний відбір

Він забезпечує спрямовані зміни генофонду. Природний відбір сприяє послідовному збільшенню частот одних (корисних при конкретних умовах) даних і скорочення інших. В результаті в популяції закріплюються ті гени, які сприяють виживанню представників спільноти у даної середовищі. Їх частка збільшується, трансформується і загальний склад даних.