Termenul de “populaţie” se utilizează în diferite domenii ale biologiei. În ecologie, de exemplu, o populaţie se poate constitui din totalitatea indivizilor ce reprezintă diferite specii şi alcătuiesc planetonul.
O populaţie alcătuieşte şi un grup de oameni care aparţin unei specii (Homo sapiens). În ultimul timp, graţie dezvoltării sistematicii şi geneticii populaţionale, populaţia reprezintă o comunitate de indivizi, care se încrucişează liber (panmictic) şi dau urmaşi fecunzi, sunt supuşi aceloraşi factori ai mediului şi ocupă un anumit teritoriu (areal).Populaţia constituie unitatea de bază a microevoluţiei. Asupra populaţiei acţionează factorii evoluţiei: mutaţia, migraţia, selecţia naturală, driftul genetic etc.Caracteristicile cele mai importante ale populaţiei sunt panmixia şi structura ei genetică. Panmixia asigură împerecherea randomizată a indivizilor, iar structura ei genetică asigură prezenţa unei totalităţi de gene care conferă populaţiei unitate. Populaţiile au capacitatea de a se schimba în timp. Această însuşire este determinată de variabilitate.În dependenţă de criteriul de moştenire variabilitatea populaţională poate fi divizată în:1. variabilitate neereditară, care asigură adaptarea individului;2. variabilitate ereditară, care asigură adaptarea populaţiei.Variabilitatea neereditară la prima vedere pare să nu aibă valoare evolutivă. Însă trebuie menţionat că şi această variabilitate (în cadrul normei de reacţie) este determinată genetic. În acelaşi timp această variabilitate, dirijată de selecţia naturală, asigură adaptabilitatea indivizilor în cadrul populaţiei. Variabilitatea neereditară este foarte diversificată. Se poate evidenţia:1. Variabilitate individuală determinată de timp: 1.1 Variabilitate de vârstă (adaptarea insectelor la diferite stadii ale ontogenezei şi ocuparea nişelor ecologice specifice);1.2 Variabilitatea individuală sezonieră (schimbarea blănii la unele mamifere sau a penajului la unele păsări);1.3 Variabilitatea generaţiilor (adaptarea generaţiilor în dependenţă de anotimp);2. Variabilitatea socială (castele la o serie de insecte);3. Variabilitatea ecologică:3.1 Variabilitatea biotipică (adaptări ce apar ca rezultat al acţiunii factorilor ecologici ai mediului (acofenotipuri));3.2 Variabilitatea determinată de schimbarea temporară a condiţiilor mediului;3.3 Variabilitatea determinată de organismul-gazdă;3.4 Variabilitatea determinată de densitatea populaţiei;etc.4. Variabilitatea traumatologică:4.1 Variabilitatea provocată de paraziţi;4.2 Variabilitatea provocată de leziuni şi traumatisme.
Variabilitatea ereditară are o valoare evolutivă deosebită, deoarece asigură adaptarea populaţiei ca sistem integru, sistem în care, conform concepţiei clasice a evoluţionismului, au loc procesele microevolutive. Se evidenţiază diferite forme de variabilitate ereditară:1. Variabilitatea mutaţională – este rezultatul apariţiei unor remanieri în structurile ereditare, fie ADN (mutaţii genice), fie cromozomi (mutaţii cromozomiale);2. Variabilitatea combinativă – apare la urmaşi ca rezultat al încrucişării formelor parentale ce posedă genotipuri specifice;3. Variabilitatea epigenetică – este rezultatul activităţii diferenţiate a genelor în cadrul dezvoltării individuale a organismului (ontogenezei);4. Variabilitatea corelativă şi5. Variabilitatea compensaţională, care sunt rezultatul dereglării în funcţionarea genotipului ca sistem integru. Asupra nivelului variabilităţii genetice în populaţie influenţează diferiţi factori care pot fi divizaţi în trei grupe:I. Sursele variabilităţii genetice – creează fie direct (mutaţiile), fie indirect (recombinaţiile, driftul de gene) noi variaţii ce asigură heterogenitatea genetică a populaţiei.Aceste surse sunt asigurate de:1. frecvenţa factorilor genetici în baza legii lui Hardy-Weimberg;2. apariţia de noi factori genetici în urma mutaţiilor şi/sau driftul de gene din alte populaţii;3. apariţia de noi genotipuri în urma recombinării genetice.II. Factorii care diminuează variabilitatea – asigură tendinţa spre micşorarea nivelului de variabilitate genetică în populaţie. Această tendinţă poate fi rezultatul:1. selecţiei naturale;2. eliminării întâmplătoare.III. Factorii care asigură protecţia variabilităţii genetice de acţiunea eliminatorie a selecţiei naturale.Protecţia genofondului populaţiei este asigurată de o gamă de factori care au un rol deosebit:1. mecanismele citofiziologice şi2. factorii ecologici.Populaţia are o structură genetică polimorfă, iar polimorfismul asigură adaptarea acestei populaţii. Polimorfismul genetic se poate menţine la un anumit nivel sau se poate modifica după necesităţile populaţiei în condiţiile concrete în care trăieşte. Menţinerea sau modificarea structurii genetice a populaţiei, deci a frecvenţei relative în populaţie a unor gene în raport cu altele reprezintă o problemă evolutivă importantă. Repartizarea frecvenţei genelor alele într-o populaţie panmictică este redată de legea Hardy-Weimberg.Legea Hardy-Weimberg, care redă echilibrul genetic al populaţiei panmictice, a fost elaborată în anul 1908 în rezultatul studiilor efectuate de doi savanţi, independent unul de altul, şi anume a matematicianului G.H.Hardy (Anglia) şi a medicului Weimberg (Germania) asupra frecvenţei genelor în cadrul unor populaţii. Într-o populaţie panmictică în echilibru ce satisface anumite condiţii, frecvenţa genelor şi a genotipurilor se menţine constantă de-a lungul generaţiilor, iar populaţia se menţine în echilibru indiferent de proporţia genelor dominante şi recesive.Să admitem că într-o populaţie numeroasă (la care se pot aplica legile statistice) cu încrucişare liberă frecvenţa alelei dominante a genei (A) este de 0,8 (sau 80%), iar frecvenţa alelei recesive a genei (a) – respectiv 0,2 (sau 20%). Ţinând cont că raportul de sexe în populaţie este de 1:1, conform teoriei probabilităţii în această populaţie sunt posibile următoarele combinări de gene:
[Image]
♂♀ A0,8 a0,2 F1 A0,8 AA0,64 Aa0,16
a0,2 Aa0,16 aa0,04
În prima generaţie în această populaţie se va obţine o segregare după genotip în următorul raport:0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aaSă calculăm frecvenţele genelor dominante (p) şi recesive (q). 0,32 Aa 2 [Image]p = 0,64 AA + = 0,64 + 0,16 = 0,8 (sau 80%) 0,32 Aa 2 [Image]q = 0,04 aa + = 0,04 + 0,16 = 0,2 (sau 20%)
(Frecvenţele genelor alele dominante (recesive) sunt egale cu suma formată de indivizii homozigoţi dominanţi (recesivi) şi valoarea medie a indivizilor heterozigoţi).Evident, în generaţiile următoare sunt posibile aceleaşi raporturi ale genelor sau genotipurilor menţionate mai sus.Ţinând cont că p + q = 1, legea lui Hardy-Weimberg are următoarea expresie matematică:p2AA + 2pqAa + q2aa = 1Această lege se aplică la o populaţie teoretică, ideală, deoarece pentru satisfacerea ei sunt impuse o serie de condiţii greu de realizat, şi anume:1. prezenţa panmixiei (încrucişării libere şi la întâmplare);2. lipsa mutaţiilor;3. lipsa selecţiei naturale;4. prezenţa izolării;5. genele să fie localizate în autozomi.În natură, însă, încrucişările în cadrul populaţiei se produc cu un anumit grad de selectivitate, au loc mutaţii (fie spontane, fie induse), selecţia naturală îşi manifestă acţiunea sa (selectând indivizii mai adaptaţi), iar numărul de indivizi poate varia în limite destul de largi în funcţie de anumiţi factori.Totuşi, legea Hardy-Weimberg are o semnificaţie deosebită, deoarece constituie un model de referinţă de la care se poate pleca în calculul modificării structurii genetice a unei populaţii naturale sau experimentale.În 1925 S.Wright a formulat teoria driftului genetic sau teoria echilibrului schimbător.Conform acestei teorii, evoluţia în natură se poate produce mult mai rapid, dacă populaţiile naturale se scindează în subpopulaţii mai mici, parţial izolate, astfel încât să se producă schimbări întâmplătoare în frecvenţa genelor, scindare urmată de intervenţia selecţiei naturale între subpopulaţiile menţionate, ceea ce duce în final la transformarea adaptivă a acestora până la nivelul raselor geografice şi al speciilor strâns înrudite.Wright consideră că driftul poate asigura mult mai repede adaptarea speciei decât acţiunea selecţiei naturale asupra populaţiilor mari.Însă driftul nu constituie o forţă determinantă a evoluţiei, deoarece efectele lui sunt de cele mai multe ori neadaptive.În combinare cu selecţia naturală el determină însă transformări evolutive mult mai rapide decât o face o selecţie naturală singură.În concluzie, driftul genetic reprezintă un factor ce influenţează, de rând cu alţi factori, asupra structurii genetice a populaţiei.
Join Us On Telegram @rubyskynews
Apply any time of year for Internships/ Scholarships
