Эволюция на уровне генома
По современным представлениям эволюция определяется естественными законами или, более узко, эволюцией информации, переносимой молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Животные разных видов отличаются друг от друга, потому что молекулы ДНК их клеток имеют различную последовательность нуклеотидов и, следовательно, различное информационное содержание.
Можно выделить два типа генов:
- структурные гены, определяющие последовательность аминокислот в белке,
- регуляторные гены, контролирующие активность других генов, например, путем включения или выключения структурных генов.
Лишь малая часть ДНК (около 1% в клетках человека) кодирует белки. Зачем же нужны остальные 99 %?
Одна из гипотез состоит в том, что регуляторные гены участвуют во включении и выключении генов, направляющих синтез белков и, таким образом, определяют морфологическую эволюцию.
Вероятность мутации на пару оснований за генерацию примерно равно 10-7. Кроме того, с несколько меньшей частотой происходит внутрихромосомные перестройки и с очень большой частотой кроссинговер (рекомбинация) при котором гомологенные хромосомы обмениваются участками. В результате кроссинговера происходит частая рекомбинация сравнительно больших участков гомологичных хромосом, но близко расположенные друг от друга группы генов (супергены) рекомбинируются чрезвычайно редко.
В популяционной генетике нет единства взглядов на природу изменчивости.
В основе классической гипотезы лежит предположение, что эволюционные изменения сводятся к последовательным заменам и фиксации более благоприятных аллелей вмести менее благоприятных. Согласно этой гипотезе, преобладающая часть особей в популяции гомозиготна по большинству генов и, следовательно, гетерозиготные локусы составляют меньшинство. В основе балансовой гипотезы лежит предположение, что адаптивная норма представлена множеством генотипов, гетерозиготных по большинству аллелей. Экспериментальные данные не позволяют пока провести между ними корректный выбор.
Мы, предполагаем, что генетическая изменчивость в популяции в детерминированной среде должна в норме отсутствовать. В случайно меняющейся реальной среде особь почти в каждом локусе гомозиготна, за исключением ограниченного числа колинеарных участков гомологичных хромосом, вероятно, расположенных в окрестности центромер, в которых все или же почти все локусы гетерозиготны. При этом аллели, приуроченные к одному участку, образуют две функционально согласованные, тесно сцепленные системы, два варианта супергена. Эти варианты одинаковы в различных популяциях вида. Видимая фенотипическая изменчивость в основном определяется комбинациями этих вариантов "супераллелей"
Для упрощения дальнейших рассмотрений мы будем считать, что во всех популяциях данного вида реализовано одно состояние генофонда.
