การคัดเลือกตามธรรมชาติ
(Natural Selection
EP.2
พันธุศาสตร์ประชากร (Population genetics)
วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นในระดับประชากร ดังนั้นความเข้าใจเกี่ยวกับพันธุศาสตร์
ประชากรจึงเป็นพื้นฐานที่สำคัญ ประชากร (population) หมายถึง สิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่งๆ ซึ่งอาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน ในช่วงเวลาหนึ่ง สมาชิกภายในประชากรสามารถผสมพันธุ์กันและสืบทอดลักษณะต่อๆ ไปได้ สิ่งมีชีวิตแต่ละสปีชีส์มีการกระจายตัวอาศัยอยู่ทั่วไปบนโลก โดยเป็นประชากรกลุ่มต่างๆ ซึ่งมีโครงสร้างทางพันธุกรรมแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น มนุษย์มีการกระจายตัวอยู่บนทวีปต่างๆ ทั่วโลก เช่น ประชากรชาวไทย ประชากรชาวอเมริกัน และประชากรชาวอัฟริกัน เป็นต้น สมาชิกของประชากรหนึ่งๆ มียีนพูล (gene pool) แหล่งเดียวกัน ยีนพูล หมายถึง ยีนทั้งหมดในประชากร ณ ช่วงเวลาหนึ่งๆ ยีนพูลจึงประกอบด้วยแอลลีลของยีนทุกยีนที่อยู่ในสมาชิกของประชากร ขณะที่จีโนไทป์ของสมาชิกแต่ละบุคคลมีแอลลีลของยีนแต่ละยีนอยู่เพียงสองแอลลีล(เพราะสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เป็นดิพลอยด์) ดังนั้นในการเปรียบเทียบพันธุกรรมระหว่างประชากรจึงนิยมใช้ยีนพูล
ยีนพูลของประชากรศึกษาได้จากความถี่ของแอลลีล (allele frequency) หรือความถี่ของยีน (gene frequency) และความถี่ของจีโนไทป์ (genotypic frequency) ตัวอย่างเช่น ประชากรหนึ่งประกอบด้วยสมาชิกทั้งหมด 1,000 คน สมมติให้ยีนที่ควบคุมลักษณะหนึ่งในประชากรนี้ประกอบด้วย 2 แอลลีล คือ B และ b และสำรวจจีโนไทป์ของสมาชิกได้ผล ดังนี้
จากจำนวนสมาชิกที่มีจีโนไทป์ต่างๆ กันนี้นำมาคำนวณความถี่ของจีโนไทป์และความถี่
เมื่อระยะเวลาผ่านไปมีการเปลี่ยนแปลงยีนพูลของประชากร โดยสำรวจพบว่าความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ต่างไปจากเดิม แสดงว่าประชากรมีวิวัฒนาการเกิดขึ้น ในทางตรงกันข้าม ถ้าพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ในแต่ละชั่วรุ่น แสดงว่าประชากรนั้นไม่มีวิวัฒนาการนั่นเอง ประชากรที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ในแต่ละชั่วรุ่น เป็นประชากรที่มีความสมดุลทางพันธุกรรม (genetic equilibrium) เรียกว่า ประชากรในภาวะสมดุล (equilibrium population)
สมการฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก สามารถใช้สมการนี้ในการตรวจสอบความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ในประชากรที่อยู่ในภาวะสมดุล
p2 + 2pq + q2 = (p + q)2 เพราะว่า p + q = 1 จึง
แปลงสมการเป็นp2 + 2pq + q2 = 1
ประชากรตามหลักฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก เป็นประชากรในอุดมคติ ความสมดุลทางพันธุกรรมของประชากรเกิดขึ้นได้ภายใต้ข้อสมมติ (assumption) ต่อไปนี้
1. ประชากรขนาดใหญ่ (large population) จำนวนสมาชิกในประชากรมีมาก ดังนั้นเมื่อสูญเสียบุคคลที่มีจีโนไทป์ใดจีโนไทป์หนึ่งไปโดยบังเอิญจึงไม่ส่งผลให้มีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีล เช่น ในประชากรตัวอย่างข้างต้น ถ้ามีการสูญเสียบุคคลที่มีจีโนไทป์ BB ไปบ้างโดยบังเอิญ ความถี่ของแอลลีล B ในยีนพูลไม่เปลี่ยนแปลง
2. การผสมแบบสุ่ม (random mating) หมายถึง การที่บุคคลที่มีจีโนไทป์แบบต่างๆ ในประชากรไม่มีการเลือกจีโนไทป์ในการผสมพันธุ์ เช่น ประชากรที่มีจีโนไทป์ 3 แบบคือ BB, Bb และ bb บุคคลที่มีจีโนไทป์ BB มีโอกาสผสมพันธุ์กับบุคคลที่มีจีโนไทป์BB หรือ Bb หรือ bb ได้เท่าเทียมกัน
3. ไม่มีการกลาย (no mutation) ในประชากรไม่มีการกลายของยีน เช่น การกลายของแอลลีล b เป็นแอลลีล B หรือ การกลายของแอลลีล B เป็นแอลลีล b เกิดขึ้น จึงไม่มีการเพิ่มหรือการสูญเสียแอลลีลใดจากประชากร
4. ไม่มีการอพยพ (no migration) สมาชิกของประชากรไม่มีการย้ายออกไป และไม่มีสมาชิกจากประชากรกลุ่มอื่นอพยพย้ายเข้ามา จึงไม่มีการนำแอลลีลออก หรือเข้าสู่ประชากร
5. ไม่มีการคัดเลือกตามธรรมชาติ (no natural selection) บุคคลที่มีจีโนไทป์ต่างๆ ในประชากรสามารถเติบโตจนถึงวัยเจริญพันธุ์ และสืบพันธุ์ถ่ายทอดยีนของแต่ละบุคคลไปยังชั่วรุ่นถัดไปได้เท่าเทียมกัน
ในธรรมชาติประชากรที่มีความสมดุลทางพันธุกรรมมีน้อยมาก ส่วนใหญ่แล้วประชากรมีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีล และความถี่ของจีโนไทป์อยู่ตลอดเวลา โดยเป็นการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยเพื่อตอบสนองต่อสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนไปภายในช่วงเวลาสั้นๆ จัดเป็น วิวัฒนาการในระดับจุลภาค (microevolution) ปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลในประชากร คือ ปัจจัยที่มีมีผลตรงกันข้ามกับข้อสมมติของหลักฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กที่กล่าวไว้ข้างต้นเช่น ประชากรขนาดเล็กมีจำนวนสมาชิกน้อย ประชากรขนาดใหญ่ที่ลดขนาดลงอย่างฉับพลัน มีการผสมพันธุ์ระหว่างสมาชิกในประชากรแบบเลือกลักษณะหรือเลือกจีโนไทป์ มีการอพยพของสมาชิกต่างประชากรเข้ามาอย่างต่อเนื่อง มีการกลายซึ่งก่อให้เกิดความผันแปรทางพันธุกรรมระหว่างบุคคลในประชากร และมีการคัดเลือกตามธรรมชาติเกิดขึ้น เป็นต้น ดังนั้นเมื่อมีปัจจัยเหล่านี้เกิดขึ้นกับสมาชิกของประชากร จะส่งผลให้ประชากรมีวิวัฒนาการ
ขอต่อ EP.3นะครับ ยาวเกิ๊นนน
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
