Изменения частот аллелей
Участок хромосомного или геномного расположения какого-либо гена называется ЛОКУСОМ . Различные альтернативные варианты гена в данном локусе называются АЛЛЕЛЯМИ . В популяции каждый ген может быть представлен более чем одним аллелем и их соотношение называется частотами аллелей или частотами генов. Представим, например, что в некой гаплоидной популяции численности N имеется два аллеля, представленных, соответственно, a и b копиями. Тогда частоты этих аллелей будут равны N/a и N/b. (Следует отметить, что a + b = N и a/N + b/N = 1).
Эволюция является процессом изменений в генетическом составе популяции. Таким образом, основным компонентом эволюционного процесса является изменение с ходом времени частот аллелей. Фатически, для того, чтобы новая мутация стала значимой с эволюционной точки зрения, ее частота должна значительно возрасти и, в конечнои итоге, данная мутация должна фиксироваться в популяции (другими словами, все индивиды в последующих поколениях будут иметь этот мутантный аллель). Без увеличения своей частоты мутация будет оказывать очень малый эффект на эволюционную историю вида. Для того, чтобы возрасла частота мутантного аллеля в дело должны вступить другие, отличные от мутационного процесса факторы. В эти факторы входит естественный отбор , случайный дрейф генов , рекомбинации и миграции .
Для понимания процесса эволюции мы должны знать как вышеупомянутые факторы воздействуют на изменения частот аллелей.
При изучении генетических изменеий, происходящих в популяциях, выделяются два математических подхода: детерминистический и стохастический.
Детерминистический подход проще. Он предполагает, что изменения генных частот в популяции из поколения в поколение происходят по одной и той же схеме и однозначно могут быть предсказаны, исходя из начальных условий. Строго говоря, этот подход применим только тогда, когда выполняются два условия:
1) Популяция имеет бесконечную численность и
2) Окружающая среда либо остается неизменной, либо меняется по правилам, соответствующим детерминистическими условиями. Очевидно, что подобные идеальные условия никогда не встречаются в природе, и только детерминистического подхода может быть недостаточно для описания изменений аллельных частот в популяции. Случайные или непредсказуемые изменения частот (флуктуации) также должны приниматься во внимание. Такие изменения учитываются в стохастических моделях, в которых предполагается, что изменения генных частот носят вероятностный характер, то есть, исходя из знания условий одного поколения, мы не можем однозначно предсказать частоты аллелей в последующих поколениях, а только лишь определить вероятности, с которыми будут достигнуты определенные частоты аллелей. Понятно, что стохастические модели являются предпочтительными, поскольку базируются на более реалистических предположениях. Однако, детерминистические модели гораздо легче формулируются математически и в определенных условиях они дают вполне удовлетворительные результаты.
