Imperecherea nepanmictica si driftul genetic Nu respecta presupunerile

Imperecherea ne-panmictica si driftul genetic

Nu respecta presupunerile legii = fortele care cauzeaza modificari in frecventele alelelor = evolutie Mutatie Flux genic

Fortele care cauzeaza evolutia imperecherea ne-panmictica Imperecherea asortativa Consangvinizarea

Imperecherea ne-panmictica Imperecherea asortativa

Imperecherea asortativa • Daca fenotipul este sub control genetic, imperecherea asortativa pozitiva diminueaza gradul de heterozigotie • AA Aa aa • rosu roz albastru • | | | • AA 1/4 AA: 1/2 Aa: 1/4 aa aa

Inaltimea la om

Imperecherea asortativa • Daca fenotipul este sub control genetic, imperecherea asortativa negativa creste gradul de heterozigotie • AA Aa aa • rosu roz albastru • | | | • Aa 1/4 AA: 1/2 Aa: 1/4 aa Aa

Imperecherea ne-panmictica consangvinizarea

Ce se intampla cu frecventele genotipice la consangvinizare? • Forma extrema de consangvinizare: autofecundarea • P: Aa x Aa • F 1: 25% AA 50% Aa 25% aa F 2: 37. 5% AA 25% Aa 37. 5% aa F 3: 43. 75% AA 12. 5% Aa 43. 75% aa Mai putini heterozigoti si mai multi homozigoti in fiecare generatie

Ce se intampla cu heterozigotia la consangvinizare? • Gener de cons. • 0 • 1 • 2 • 3 • Prop. heteroz 100% Aa 50% Aa 25% Aa 12. 5% Aa H = Hinit * (0. 5)t

Frecventele alelelor in reproducerea consangvina • P: • F 1: F 2: F 3: 25% AA 37. 5% AA Aa x Aa 50% Aa 25% aa 37. 5% aa 43. 75% AA 12. 5% Aa 43. 75% aa Frecventele alelelor nu se schimba in consangvinizare !

Identitatea prin origine A 1 A 2 A 3 A 4 A 1 A 3 A 1 A 4 A 1 A 1 Alele identice prin origine

F este probabilitatea ca doua alele aceluiasi individ sa fie identice prin origine A 1 A 2 A 1 A 3 F=? A 3 A 4 A 1 A 4 A 2 A 4

Coeficientul de consangv F Generatii considerand generatia parentala neconsangvina 0

F este de asemenea descresterea proportionala a heterozigotiei in consangvinizare • HObs(in consangv) = HE(1 - F) • HObs(in consangv. ) = 2 pq(1 -F) • HO /2 pq = 1 -F ---> F = 1 -(HO /2 pq) Pop. Frecventele alelelor p=q=0. 5 Pop. In H-W 0. 25 AA 0. 50 Aa 0. 25 aa 1 Gen imp. consangv: F=0. 25, care este HO? HO = 2 pq(1 -F) = 0. 375

F este de asemenea descresterea proportionala a heterozigotiei in consangvinizare HObs(in consangv) = HE(1 - F) HObs(in consangv. ) = 2 pq(1 -F) HO /2 pq = 1 -F ---> F = 1 -(HO /2 pq) Pop. Frecventele alelelor p=q=0. 5 Pop. In H-W 0. 25 AA 0. 50 Aa daca HO=0. 375, cat e F? 0. 25 aa F = 1 -(HO/2 pq) = 0. 25

Daca scade gradul de heterozigotie creste cel de homozigotie • Frecv heteroz. in cons. = 2 pq(1 -F) = 2 pq - 2 pq. F • Frecv homoz. in cons. : • Frecv. homozigotilor AA : p 2 + pq. F • Frecv homozigotilor aa : q 2 + pq. F

Consangvinizarea este nociva - Homozigotarea alelelor recesive detrimentale - Manifestarea unor maladii putin frecvente

Randamentul la porumb in relatie cu consangvinizarea Coef. de consangv.

Supravietuirea populatiei in relatie cu consangvinizarea • Coef de consangv. supravietuire • < 0. 19 75% • 0. 25 -0. 67 51% • > 0. 67 25%

supravietuire Supravietuirea la Apodemus in pop. consangvine si neconsangv. 1 0. 9 0. 8 0. 7 0. 6 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 0 Inbred Noninbred 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Saptamani de la nastere Jimenez et al. 1994

Fortele care cauzeaza evolutia: 4. Driftul genetic Schimbari in frecventa alelelor darorita intamplarii

Driftul genetic elimina variatiile intarpopulationale dar creste variabilitatea interpopulationala!

10 populatii, N=15

N=500, p 0=0. 2

Deriva genetica se produce si in populatiile mari N=10, 000

Consecintele driftului Intr-o populatie de dimensiune N o mutatie noua are 1/2 N = probabilitatea ca ea sa devina fixata. Astfel intr-o populatie mica aceasta probabilitate este mai mare. Daca aceeasi mutatie survine in mai multe populatii de dimensiune N, ea va fi fixata in 1/2 N dintre acestea. Dintre toate mutatiile care se produc intr-o singura generatie 1/2 N vor deveni fixate. In timp, toate genele vor deveni fixe pentru una dintre alele! Intr-o generatie, genotipurile sunt in proportie aproximativa Hardy. Weinberg

Daca raportul dintre sexe nu este egal • • Daca sunt 200 de femele si 50 de masculi care contribuie la generatia urmatoare atuci populatia are 250 de indivizi dar driftul se va produce ca si cum populatia va avea 160 de indivizi • Ne=[4 Nf. Nm]/[Nf+Nm]= 160.

Dimensiunea populatiei in generatii succesive • Daca dimensiunea populatiei variaza de-a lungul generatiilor atunci o populatie cu Ni, indivizi in n generatii, va suferi un drift ca si cum ar avea o dimensiune de:

Exemplu • N 1 = 100, 000 • N 2 = 100 • N 3 = 100, 000 • Ne este mult mai apropiat de cel mai mic Ni

Daca se suprapune selectia • Daca avantajul selectiv al mutatiei nou aparute nu este 0 atunci

Cervus elaphus • 35 femele, Vf=9 • 33 masculi, Vm=42 • Ne=?

In populatiile mici cansangvinizarea si driftul contribuie la scaderea variabilitatii • Toti indivizii vor ajunge sa fie inruditi si scade heterozigotia

Puma de Florida Felis concolor coryi In anii 1980 ramane un numar mic de adulti -Defecte cardiace congenitale Izolata de alte subspecii de pume de cca 100 de ani. Restrangera distributiei -Scaderea calitatii spermei si frecvent criporhidism

Dieferentierea populationala

Driftul genetic determina divergenta populationala

Schimbari in heterozigotie determinate de drift • Daca o metapopulatie este impartita in subpopulatii acestea vor suferi un proces de drift si alelele tind sa devina fixate • HE=2 pq, pe masura ce p sau q --> 0, HE-->0 • De-a lungul metapopulatiei sunt mai putini heterozigoti decat ar fi fost intr-o singura populatie panmictica de aceeasi dimensiune