Was ist das Ergebnis einer menschlichen Population, die mit nur 2 Individuen beginnt? [geschlossen]

In der Tat verringert die natürliche Selektion die Variabilität und verringert daher die Informationen, und Mutationen stellen diese Informationen wieder her. Sie können sich eine Reihe von Stiften in verschiedenen Farben vorstellen. Wenn Sie für die roten Stifte auswählen, verringern Sie die Variabilität der Stiftfarben, da die anderen Farben langsam verschwinden. Wenn Sie das Auftreten von Mutationen zulassen, werden Sie blaue und schwarze und violette und gelbe Stifte neu erstellen, damit sie in Ihrer Population von Stiften wieder auftreten.

Ist es eine zutreffende Aussage, dass weniger Variabilität weniger Gesamtinformation bedeutet?

Ja, weniger Variabilität bedeutet weniger Informationen. Information ist ein Konzept, das mit abnehmender Vorhersagbarkeit zunimmt. Wenn keine Variabilität vorhanden ist, können Sie zu 100 % vorhersagen, welches Allel eine bestimmte Person trägt. Vielleicht möchten Sie einen Blick auf Shannons Informationstheorie hier auf der Khan-Akademie werfen. Hinweis: Das hat nicht viel mit Biologie zu tun, aber die mathematische Definition hat mit Mathematik, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Informatik zu tun.

Gibt es neben der Mutation irgendwelche bekannten Mechanismen, die die Variabilität der Allele wieder auffüllen?

Nein, es gibt nichts anderes als Mutationen, die neue Allele erzeugen. "Mutation" bedeutet jede Art von struktureller Veränderung der DNA. Per Definition ist also jede Veränderung in der DNA auf Mutationen zurückzuführen, daher erzeugen nur Mutationen neue Allele. Hinweis: Einige Leute verwenden das Wort Mutation möglicherweise in einem engeren Sinne, einschließlich einer Art von DNA-Veränderung wie Indels, aber beispielsweise ohne Chromosomenumlagerung. Ich habe hier das Wort Mutation im weitesten Sinne verwendet.

Segregation und Rekombination

Zwei andere Konzepte könnten Sie jedoch interessieren: Segregation (siehe Mendelsche Vererbung ) und Rekombination (auch Crossing Over genannt).

Zum Beispiel wenn 2 Personen$AB$(Allel$A$auf einem Chromosom und Allel$B$auf dem anderen Chromosom) reproduzieren, können sie die Individuen erschaffen$AA$,$AB$oder$BB$dank Trennung.

Zwei Gene sind auf Chromosomen gesetzt und wenn zwei Gene auf demselben Chromosom sind, könnte man meinen, dass diese beiden Gene sich nicht unabhängig voneinander trennen können, sie sind miteinander verbunden! Stellen Sie sich zum Beispiel vor, eine Person hat die Allele$A_1$Und$B_1$auf zwei Loci eines Chromosoms und Allele$A_2$Und$B_2$auf den beiden gleichen Loci, aber des homologen Chromosoms. Wenn diese Person das Allel überträgt$A_2$es muss zwangsläufig das Allel übertragen$B_2$und kann nicht übertragen$B_1$wenn keine Rekombination auftritt. Es kommt jedoch zu einer Rekombination, die eine teilweise unabhängige Trennung dieser beiden Gene ermöglicht.

Weitere Informationen zu diesen beiden Konzepten finden Sie auf Wikipedia. Ich möchte nicht zu sehr ins Detail gehen, aber kurz gesagt können diese Prozesse unter bestimmten Bedingungen die phänotypische Varianz erhöhen, aber auf jeden Fall erzeugen diese Phänomene keine neuen Allele. Neue Allele entstehen nur durch Mutationen.

Können zwei Individuen so viele genetische Informationen tragen wie die heutige Weltbevölkerung?

NEIN! Als sehr einfaches Argument können zwei Personen nur 4 verschiedene Allele haben. Aber wir kennen mehrere Loci (singen: Locus, Position auf einem Chromosom), an denen es mehr als 4 verschiedene Allele gibt. Daher müssen Mutationen irgendwann stattgefunden haben.

Und nur um einige weitere Argumente zu genießen: Wenn diese beiden Individuen zusammen 4 Allele an allen Loci hätten, wäre es außerordentlich unwahrscheinlich, dass ihre Variation in der heutigen Bevölkerung erhalten geblieben wäre. Stellen wir uns vor, zwei heterozygote (= die zwei verschiedene Allele auf ihren beiden Chromosomen für einen bestimmten Locus haben) Individuen sind$AB$Und$CD$die zwei Nachkommen haben. Die Wahrscheinlichkeit, dass ihre 4 Allele in den beiden Nachkommen vorhanden sind, ist$1/4$. Ich weiß nicht, wann Adam und Eva existieren sollten, aber es klingt sehr danach, als wäre ihre Variabilität im Laufe der Zeit nicht erhalten geblieben. Dieser zufällige Prozess, der die Variabilität verringert, wird genetische Drift genannt . Um etwas genauer zu sein, in einer Population, deren Größe sich nicht ändert, der erwartete Verlust von Allelen aufgrund genetischer Drift bei jeder Generation$1/2N$, Wo$N$ist die Populationsgröße. Je größer also die Populationsgröße ist, desto geringer ist der Allelverlust durch Gendrift. Im obigen Beispiel$N=2$und damit der erwartete Verlust ist$1/4$.

Ich weiß nicht viel über Meiose, aber gibt es nicht eine sehr begrenzte Anzahl von Allelen, die von den Eltern weitergegeben werden könnten?

Ja, wie oben gesagt, kann ein Individuum nur zwei Allele an einem bestimmten Loci haben und kann daher nicht mehr als zwei verschiedene Allele übertragen.

Ohne eine Population zu Beginn, würde sich die Linie nicht schließlich in Klone voneinander verwandeln[..]?

Ja, denn in Abwesenheit von Mutationen (und in Abwesenheit verschiedener spezieller Selektionsarten wie Überdominanz) geht die Variabilität aufgrund der Zufälligkeit der Segregation langsam verloren. Dieser Vorgang wird Gendrift genannt.