Hardy-Weinberg-Gleichgewicht, Selektion und Gendrift
BiologieGenetikAlter 17–18
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Als Nächstes in Genetik
Eine Population mit zufälliger Paarung und zwei Allelen A und a: Die Genotypfrequenzen p², 2pq und q² werden in jeder Generation berechnet und neben einer veranschaulichenden Wolke von Individuen dargestellt. Ohne Selektion und bei großer Population bleiben die Allelfrequenzen über die Generationen konstant (Hardy-Weinberg-Gleichgewicht); schalten Sie Selektion gegen den rezessiven Phänotyp ein oder verkleinern Sie die Population, um zu sehen, wie sich die Allelfrequenz gerichtet verschiebt oder zufällig schwankt und dabei manchmal ein Allel ganz verschwindet.
Lektion: Populationsgenetik: Populationen mit Zufallspaarung, Hardy-Weinberg-Gesetz, Evolutionsfaktoren, die Allelfrequenzen verändern
Was sie zeigt
Das Hardy-Weinberg-Gesetz besagt: In einer großen Population mit zufälliger Paarung, ohne Selektion, Mutation oder Migration bleiben die Allelfrequenzen p und q konstant, und die Genotypfrequenzen stellen sich nach einer Generation auf p², 2pq und q² ein. Die Simulation verfolgt zwei Allele, A und a, von Generation zu Generation. Selektion gegen den Phänotyp aa senkt die Fitness der rezessiv Homozygoten, sodass q stetig, aber immer langsamer sinkt, weil rezessive Allele in Heterozygoten der Selektion entgehen. Gendrift, die zufällige Auswahl der Keimzellen in einer kleinen Population, lässt p unvorhersehbar schwanken und kann ein Allel fixieren oder verschwinden lassen.
So funktioniert es
Beginnen Sie mit einer großen Populationsgröße N und dem Selektionskoeffizienten gegen rezessives aa auf 0 und drücken Sie mehrmals Nächste Generation: p bleibt nahe der gestrichelten Linie. Erhöhen Sie den Selektionskoeffizienten und lassen Sie die Simulation laufen, um eine gerichtete Veränderung zu sehen. Drücken Sie Zurücksetzen, stellen Sie N auf einige Dutzend mit eingeschalteter Zufälliger Auswahl der Keimzellen (Gendrift) und wiederholen Sie mehrere Durchläufe, um zu vergleichen, wie oft ein Allel verloren geht.
Einstellbare Parameter
- Anfangsfrequenz von Allel A (p) 0,05–0,95
- Populationsgröße N 10–5000 Individuen
- Selektionskoeffizient gegen rezessives aa 0–1
- Zufällige Auswahl der Keimzellen (Gendrift)
- Generationen pro Sekunde 1–20 Gen./s
Fragen zum Erkunden
- Wie viel Prozent der Individuen sind in einer Population im Gleichgewicht mit p = 0,6 heterozygot?
- Warum beseitigt Selektion gegen aa das Allel a selbst nach vielen Generationen kaum vollständig?
- Warum kann Gendrift in einer kleinen Population ein Allel auch ohne Selektion beseitigen?
