Слайд 1Генетические процессы
в популяции людей
Каредина Валентина Семеновна
д.м.н., профессор
Слайд 2План лекции
1. Понятие о популяции людей. Демы. Изоляты
2. Влияние факторов
эволюции на генетическую структуру человеческой популяции
3. Специфическое действие отбора в
человеческой популяции
4. Генетический полиморфизм и генетический груз в популяциях людей
Слайд 3Популяция людей и
её характеристики
Популяция людей – это группа людей,
занимающих, одну территорию и свободно вступающих в брак
Демографические показатели –
уровень рождаемости и смертности, возрастной состав, экономическое состояние, размер
Генетические показатели - это генофонд популяции, т.е. совокупность всех генов популяции
Слайд 4
Демы – популяции, состоящие из 1500 - 4000 человек
Естественный прирост составляет 20%, частота внутригрупповых браков - 80-90%,
приток лиц из других групп – 1-2%
Изоляты – популяции численностью до 1500 человек
Естественный прирост составляет 25%, частота внутригрупповых браков - 90% и выше, приток лиц из других групп – менее 1%
Слайд 5Влияние элементарных эволюционных факторов по ССТЭ на популяцию людей
Наследственная изменчивость
или мутационный процесс
Популяционные волны
Генетико-автоматические процессы или дрейф генов
Изоляция
Отбор
Слайд 6Мутационный процесс
Мутации являются источником генетической изменчивости
Большую роль играют антропогенные факторы,
усиливающие число индуцированных мутаций
Антропогенные факторы приводят к соматическим мутациям
Слайд 7Популяционные волны
В целом численность населения планеты возросла
- Эпоха неолита
– 5 млн.
- К началу нашей эры – 200
млн.
- 1600г. – 500 млн.
- 1800г. – 1 млрд.
- Наше время – около 6 млрд.
Темпы роста населения менялись в историческом развитии неравномерно
Следствием увеличения численности населения является изменение плотности населения, что способствует миграции населения, а это оказывает влияние на частоту генотипов
Слайд 8Миграция
Миграция людей приводит к миграции генов, т.е. меняются частоты генов
В
небольших популяциях – как приток генов (иммиграция), так и утечка
генов (эммиграция) меняют частоты каждого отдельного гена
Слайд 9Изоляция
В ранней истории человечества важное место принадлежало географической изоляции, что
объясняет некоторые антропологические особенности малых народностей: своеобразный рельеф ушной раковины
у бушменов, большая ширина нижнечелюстного диаметра коряков и ительменов и др.)
В настоящее время главную роль играет социальная изоляция (культурные, религиозные различия и др.)
Слайд 10Генетико-автоматические процессы (дрейф генов)
Дрейф генов приводит к:
- Гомозиготизации
населения
- Затуханию изменчивости внутри группы
- Появлению случайных, не
связанных с отбором различий между разными изолированными группами
Слайд 11Эффект родоначальника
Члены секты амишей в округе Ланкастер штата Пенсильвания, насчитывающей
около 8000 человек, почти все произошли от трех супружеских пар.
В этом изоляте обнаружено 55 случаев особой формы карликовости с многопалостью. В мировой литературе описано всего около 50 таких случаев. Очевидно, что среди членов первых трех семей, находился носитель этого рецессивного мутантного аллеля – «родоначальник» соответствующего фенотипа. За счет высокого уровня брачной изоляции этот аллель закрепился в данной популяции
Слайд 12Изменение концентрации аллелей системы групп крови МN
в популяции дункеров
В
популяции дункеров наблюдается увеличение частоты гена М и снижение частоты
гена N, что нельзя объяснить отбором, так как среди населения Пенсильвании этого не наблюдается
Слайд 13Естественный отбор
В процессе видообразования естественный отбор переводит случайную индивидуальную изменчивость
в биологически полезную групповую – популяционную, видовую. Стабилизирующая его форма
сохраняет «удачные» комбинации аллелей от предшествующих этапов эволюции. Отбор поддерживает также состояние генетического полиморфизма.
В популяции людей отбор утратил функцию видообразования. За ним сохранились функции стабилизации генофонда и поддержания наследственного разнообразия
Слайд 14Отрицательный отбор
против гетерозигот
84% населения имеют в эритроцитах антиген Rh
и образуют группу Rh-положительных индивидуумов
16 % населения - Rh-отрицательны
При Rh-отрицательном
фенотипе матери (dd) Rh-положительный плод всегда гетерозиготен (Dd). Со смертью такого индивидуума из генофонда популяции удаляется равное количество доминантных и рецессивных аллелей локуса «резус». При неравенстве исходных частот удаляемых из генофонда аллелей такой отбор приводит к постепенному снижению доли более редкого аллеля
Слайд 15Отрицательный отбор
против гомозигот
Отрицательный отбор действует по аллелям аномальных гемоглобинов.
Ребенок умирающий от серповидно-клеточной анемии является гомозиготным по аллелю S.
Каждая такая смерть устраняет из генофонда популяции аллели одного вида. Отрицательный отбор в отношении аллеля S перекрывается мощным положительным отбором гетерозигот HbAHbS, благодаря их высокой жизнеспособности в очагах тропической малярии
Слайд 16Генетическое разнообразие
в популяциях людей
Наличие в популяции нескольких генетических форм
(генотипов) в состоянии длительного равновесия в концентрации, превышающей по наиболее
редкой форме 1%, называют полиморфизмом
Генетический полиморфизм является основой межпопуляционной и внутрипопуляционной изменчивости людей. Изменчивость проявляется в неравномерном распределении по планете некоторых заболеваний, тяжести их протекания, разной степени предрасположенности к определенным болезням, различиях в реакции на лечебное воздействие
Слайд 17Генетический груз
в популяциях людей
Величина, на которую приспособленность реальной популяции
отличается от приспособленности идеальной популяции из «лучших» генотипов называют генетическим
грузом
В популяции людей 10 % составляют наследственные болезни и врожденные пороки развития
Слайд 18
Генетический груз человечества можно оценить по летальным эквивалентам. Считается, что
их число в пересчете на гамету колеблется от 1,5 до
2,5 или 3-5 на зиготу. Это означает, что то количество неблагоприятных аллелей, которое имеется в генотипе каждого человека, по своему суммарному вредному действию эквивалентно действию 3-5 рецессивных аллелей, приводящих в гомозиготном состоянии к смерти индивидуума до наступления репродуктивного возраста