Grundlagen der Populationsgenetik und Evolution

Spezies: Organismen, die sich natürlich miteinander kreuzen können, jedoch nicht mit Mitgliedern einer anderen Spezies. (Falls eine Kreuzung stattfindet, sind die Nachkommen unfruchtbar).

Population: Eine Gruppe von Individuen der gleichen Art, die zur selben Zeit am selben Ort vorkommen und sich untereinander kreuzen.

Genpool (Acerbo Gen): Alle Allele aller Gene, die in allen Individuen einer Population vorhanden sind (die Summe der Genotypen in einer Population).

Populationsgenetik: Die Untersuchung der Häufigkeit, Verteilung und Vererbung von Allelen in einer Population.

Die biologische Evolution

Biologische Evolution: Jede Änderung in den Verhältnissen von Genotypen in einer Population von einer Generation zur nächsten. Es ist ein kontinuierlicher Prozess der Umwandlung der Arten über mehrere Generationen hinweg.

(Dies könnte die Abstammung moderner Organismen aus früheren Lebensformen erklären. Evolution ist eine Eigenschaft von Populationen, nicht von Einzelpersonen.)

Gleichgewichtspopulation und Hardy-Weinberg

Gleichgewichtspopulation: Eine Population, in der sich die Allelfrequenz und die Genotyp-Verteilung von einer Generation zur nächsten nicht verändern.

Es handelt sich um eine hypothetische Population, die nur unter bestimmten Bedingungen existiert:

Bedingungen für das Gleichgewicht (Hardy-Weinberg-Gesetz)

• Es dürfen keine Mutationen auftreten.
• Es sollte kein Genfluss zwischen Populationen stattfinden.
• Die Population muss sehr groß sein.
• Die Paarung muss vollkommen zufällig erfolgen (Random Mating).
• Es darf keine natürliche Selektion stattfinden.

Ursachen der Evolution: Fünf führende Faktoren

• Mutationen: Änderung eines Gens in der DNA. Vererbte Mutationen (in den Gameten) sind die ursprüngliche oder ultimative Quelle der genetischen Variabilität. Sie entstehen nicht nach Bedarf und sind nicht zielgerichtet; sie passieren einfach. Sie erzeugen neue Allele und erhöhen die Variabilität. Ob eine Änderung vorteilhaft, schädlich oder neutral ist, hängt von den zukünftigen Umgebungsbedingungen ab.
• Genfluss: Der Austausch von Genen zwischen Populationen verändert die Frequenzen der Allele und erhöht die Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Populationen.
• Genetische Drift: In kleinen Populationen kann ein Zufallsereignis (Regen, Hagel, Vulkanausbruch etc.) eine zufällige Veränderung der Allelfrequenz bewirken. Flaschenhalseffekt: Der Nordische See-Elefant wurde im 19. Jahrhundert fast bis zur Ausrottung gejagt. Obwohl die Zahl wieder zugenommen hat, sind alle nördlichen See-Elefanten genetisch fast identisch. Gründereffekt: Wenn eine kleine Anzahl von Organismen isolierte Kolonien gründet (z. B. ein Vogelschwarm, der während der Migration die Orientierung verliert, oder die Mennoniten in Lancaster County, Pennsylvania, die eine höhere Frequenz einer genetischen Krankheit aufweisen, da sie Nachkommen einer Gruppe von 200 Mennoniten sind, unter denen ein Paar die entsprechenden Allele trug).
• Nicht-zufällige Paarung: Verändert für sich genommen nicht die Häufigkeit der Allele in einer Population, führt aber dazu, dass bestimmte Genotypen häufiger auftreten (z. B. Inzucht oder selektive Paarung nach Ähnlichkeit).
• Natürliche Selektion: Begünstigt die differenzielle Reproduktion von Organismen mit genetischen Variationen, die ihnen helfen, mit der Umwelt fertig zu werden. Die am besten Angepassten können überleben und sich fortpflanzen. Dies führt zur Eliminierung von Individuen, die nicht über die notwendigen Eigenschaften verfügen, um in einer bestimmten Umgebung zu überleben und sich zu reproduzieren.