15. Populaatiogenetiikka ja evoluutio

Kappaleen 15 tärkein asia on

Evoluution vaikutus populaatioiden geenipooleihin

Geenivalinnassa valinnan kohteena on yksittäinen geeni. Esim. jokin letaalialleeli voi estää lisääntymisen.

Yksilövalinnassa valinta kohdistuu yksilön fenotyyppiin. Yksilön kelpoisuus ja lisääntymismenestys nimittäin määrittää sen alleelien määrän seuraavassa sukupolvessa.

Kun yksilö ei lisäänny itse, mutta auttaa lähisukulausta esim. poikasten hoidossa, on kyse sukulaisvalinnasta. Sen omat geenit eivät siirry seuraavaan sukupolveen, mutta se auttaa miltei samoja geenejä siirtymään.

Luonnonvalinta voi olla stabiloivaa (valintaetu keskiarvon edustajilla), suuntaavaa (etu toisella ääripäällä) tai hajottavaa (etu molemmilla ääripäillä). On olemassa myös seksuaalivalintaa.

Suuntaava, stabiloiva ja hajottava valinta
Lähde: https://peda.net/oppimateriaalit/e-oppi/lukio/biologia/symbioosi2/1pje/galleria-16-1/vmvsvksvohv:file/download/db8c7febc1ea2afcaac5ef1897f1f051e21602b7/valinnan%20muodot_jsalomaa_eoppi_1607.jpg

Luonnonvalinnan seurauksena yksilöiden lisääntymismenestys vaihtelee (hyvän fenotyypin omaavilla hyvä kelpoisuus eli fitness). Kun hyvän kelpoisuuden omaavat yksilöt tuottavat enemmän jälkeläisiä, siirtyvät hyvät alleelit eteenpäin sukupolvelta toiselle ja näin ympäristöön sopeutuminen edistyy. Huonot alleelit taas harvinastuvat, koska huonon kelpoisuuden omaavat kuolevat ennen lisääntymisikää tai tuottavat vain vähän jälkeläisiä.

Evoluutio siis muuttaa populaation geenipoolia eli alleelivarastoa. Vain tietynlaisissa olosuhteissa alleelifrekvessit eli alleelien yleisyydet pysyvät sukupolvelta toiselle samoina, tämä on kuitenkin hyvin harvinaista. Yksilön muuntelua synnyttävät mutaatiot, suvullinen lisääntyminen (rekombinaatio ja crossing over, sukusolujen yhdistyminen sattumanvaraisesti) ja ympäristön aiheuttama muuntelu.

Evoluutio muuttaa geenipoolia
Lähde: https://peda.net/oppimateriaalit/e-oppi/lukio/biologia/symbioosi2/1pje/mediamappi/kuvat/setmpgvyylevvskyjaao:file/photo/df38b94433ed66748261a8be9caf04ecd595c504/BI2_geenipooli_justus_eoppi_1606.png

Myös sattuma vaikuttaa evoluutioon. Kaikki hyvät alleelit eivät näy fenotyypissä, joten hyviäkin alleeleita häviää. Lisäksi perustajanvaikutus ja pullonkaulailmiö pienentävät populaatiota ja voivat näin hävittää hyödyllisiä alleeleja.

UUSI KÄSITE:

Fitness = Yksilön  kelpoisuus, hyvän fenotyypin saaneilla on hyvä fitness ja ne tuottavat enemmän jälkeläisiä kuin huonon fitnessin omaavat yksilöt.

Omassa elämässäni olen aikaisemmilla biologian tunneilla miettinyt perustajanvaikutuksen osuutta suomalaisiin kansansairauksiin: asumattomaan Suomeen muutti aluksi kourallinen ihmisiä, jotka muodostivat aluksi suomalaisten geenipoolin ja joilla oli kansansairauksien alleeleita ja näin osa näistä haitallisista alleeleista on säilynyt näihin päiviin asti.

Tulevaisuudessa voin käyttää hyödyksi kappaleen tietoja populaation geenipoolista vaikka eri kansoille ominaisia sairauksia tutkittaessa.

KYSYMYS:

Kuka kehitti Hardy-Weinbergin tasapainolain?

Wikipediassa kerrotaan lain keksimisen takana olevan G. H. Hardy ja Wilhelm Weinberg, tosin he eivät kehitelleet lakia yhdessä, vaan omilla tahoillaan ja toisistaan tietämättä.

TEHTÄVÄ: s. 119 t. 2ab

a.) Populaatioon 1 kohdistuu luonnonvalintaa, koska alleeli r harvinaistuu ja R-alleeli yleistyy. Populaatiossa 2 kumpikaan ei yleisty tai harvinaistu.

b.) Kyseessä on sattuma. Koska heterotsygootteja on paljon, on homotsygoottisia resessiivisen ominaisuuden ilmentäjiä vain vähän. Homotsygoottisia dominoivia taas on enemmän.