• вивчає генетичну структуру природних популяцій та генетичні процеси, що в них відбуваються

• засновниками є Р.Фішер, Дж. Холдейн, С.Райт, С.С. Четвериков, С.М.Гершензон та ін.

Основна мета досліджень – пізнання законів, що пояснюють залежності між генотипами та фенотипами особин на популяційно-видовому рівні популяцій

• має значення для розвитку еволюційної теорії;

• встановлено, що елементарною одиницею еволюції є популяція, а не окрема особина;

• природні популяції насичені різноманітними рецесивними мутаціями, які є «резервом спадкової мінливості»;

• методи дослідження генетичного складу популяцій використовують в антропології для вивчення історичного походження та становлення людини розумної;

• має важливу роль в етології для досліджень поведінки організмів, важливим показником є рівень генетичного поліморфізму (високий у видів, у яких численні, дрібні та незахищені нащадки, низький характерний для видів з нечисленними, великими, захищеними нащадками);

• знання важливі у систематиці для розуміння еволюції споріднених груп;

• знання полегшують у пошуках вихідного матеріалу в селекції;

• в медицині необхідні для вивчення спадкових захворювань.

• закон Харді-Вайнберга

• математична залежність між частотами алелів і генотипів в ідеальній популяції

частоти алелей і генотипів у популяції залишатимуться сталими з покоління в покоління за наявності певних умов

Гофрі Харолд Харді

(1877-1947)

англійський математик

Вільгельм Вайнберг

(1862-1937)

німецький лікар

р(А) + q (а) = 1

для визначення генетичної структури популяцій за частотою алелей

р²(АА) + рq (Аа) + q² (аа)= 1

для визначення генетичної структури популяцій за частотою генотипів

Алгебраїчний вираз закону Харді-Вайнберга

(p + q)² = p² + 2pq +q² =1 (1 або 100%)

р – частота домінантного алеля А

q – частота рецесивного алеля а

р² – частота домінантних гомозигот

q² – частота рецесивних гомозигот

2pq – частота гетерозигот Аа

​

A (p)

а

(q)

A (p)

AA (p²)

Aa (pq)

а (q)

Aa (pq)

aa (q²)

Cхема отримання алгебраїчного виразу закону Харді-Вайнберга

дотримання відбувається за умов:

• велика чисельність популяції;

• усередині не відбувається вибіркового схрещування (кожна пара особин різної статі має однакову ймовірність залишити потомство) - панміксия;

• на популяцію не діють фактори добору за певними ознаками/ генами;

• відсутні мутації;

• відсутні генні потоки (міграції генів із сусідніх популяцій)

Не всі популяції підпадають під ці критерії та у наявності тиску добору відбувається усунення носіїв небажаних генів

Різке скорочення чисельності популяції може випадковим чином змінити співвідношення між носіями різних алелів (дрейф генів) тощо, що є важливими факторами еволюційного процесу

• у природі ідеальні популяції не зустрічаються, існують реальні популяції

У реальних популяціях

• чисельність особин не буває нескінченно великою;

• вільне схрещування неабсолютне;

• відбуваються мутаційний процес, природний добір, міграції

Що не зменшує цінності закону Харді-Вайберга, який визначає умови генетичної популяції рівноваги популяцій та умови, що її порушують

• створив вчення про імунітет рослин;

• створив вчення про центри походження культурних рослин;

• сформулював закон гомологічних рядів спадкової мінливості

• М.І.Вавилов, академік АН СРСР, АН УРСР, радянський генетик, селекціонер, ботанік, хімік, географ

• у 1940 році заарештований за доносом, у 1943 році помер у в'язниці НКВС від абсолютного виснаження організму

• присвятив своє життя вивченню і удосконаленню сортів пшениці, зернових та інших хлібних культур, які годують населення всього світу

• Академія Наук СРСР заснувала Премію (1965) і Золоту медаль імені Вавилова (1968)

Микола Іванович Вавилов

(1887- 1943)

Альбінізм поширений у всіх людських расах і в усіх класах хребетних тварин

Короткопалість зустрічається у багатьох представників рядів ссавців (овець, собак, корів, людини)

• М.І.Вавилов порівнюючи ознаки різних сортів культурних рослин і близьких до них диких видів, виявив спільні спадкові зміни (здійснив більше 110 експедицій по всьому світу)

• 1920 рік – сформулював закон гомологічних рядів спадкової мінливості

Генетично близькі види та роди характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що вивчивши ряд форм у межах одного виду чи роду, можна передбачити наявність форм із подібними поєднаннями ознак у межах близьких видів чи родів

• зазначив, що гомологічні ряди часто виходять за межі родів і навіть родин

• основою гомологічних рядів є подібність фенотипів, що виникає як результат взаємодії однакових генів у генотипах особин різних популяцій

• теоретичною основою гомології рядів спадкової мінливості у близьких таксономічних груп є уявлення про єдність їх походження шляхом дивергенції під дією природного добору

• неможливо розв’язати питання лікування й профілактики спадкових хвороб без дослідження на тваринах із спадковими аномаліями, які подібні до тих, що спостерігаються у людини

• багато патологічних станів, що виявлено у тварин, можуть бути моделями спадкових хвороб людини

• у собак спостерігається гемофілія, зчеплена за статтю

• для вивчення м’язової дистрофії слугують миші, велика рогата худоба, коні

• для вивчення механізмів епілепсії хворобу вивчають на кролях, пацюках, мишах

• спадкова глухота існує у гвінейських свинок, мишей, собак

• вади будови обличчя людини, гомологічні «вовчій пащі» та «заячій губі», спостерігаються в лицьовому відділі черепа мишей, собак, свиней

• на спадкове ожиріння та цукровий діабет стражадають миші

Вправа 1. В Європі на 20 тисяч населення припадає 1 людина з альбінізмом. Скільки відсотків людей є гетерозиготними носіями рецесивного алеля альбінізму?

Вправа 2. До складу популяції людей входять 9% гомозигот АА, 49% - гомозигот аа, 42% - гетерозигот. Визначте частоту алелів А і а в популяції

Вправа 3. У популяції лисиць на певній території виявлено 9 991 рудих особин і 9 лисиць-альбіносів. Альбінізм кодується рецесивним алелем, а руде забарвлення – домінантним. Визначте генетичну структуру цієї популяції лисиць.