种群遗传学

一、基因和等位基因

    1、基因(gene)：带有可产生特定蛋白的遗传密码的DNA片段

    2、基因库(gene pool)：种群中存在的所有基因组和等位基因。

    基因是成对结构，由两个等位基因构成，每一等位基因来自一条同源染色体。这些等位基因可以相同或不同。

    3、多型（Polymorphism）：在种群中许多等位基因的存在导致一种群中一种以上的表现型。

    4、哈文定律（Hardy-weinberg law）：在一个巨大的随机交配和没有干扰基因平衡因素的种群中，基因型频率将等代保持稳定不变。

二、变异和遗传漂变

    1、基因突变（genic mutation）某一遗传密码中的一个或几个核苷酸(碱基)的替换以及核苷酸的增加或者丢失。

    2、染色体突变（chromosomes mutation）包括染色体形态结构和数目的变化。

    3、遗传漂变(genetic drift)基因频率在小的种种里随机增减的现象。

   遗传漂变是基因频率的随机变化，仅偶然出现，在小种群中似乎更明显。种群中经历显著的遗传漂变的基因频率，可观察到期随时间“漂离”起始值。由于这种随机变化是随机的，不受自然遗传的影响，频率会呈现无方向性变化，增加、减少或上下波动。

    4、适合度（fitness）

    适合度（W）＝存活能力(L)×生育能力

    适合度综合了存活能力和生育能力，因此，某一基因型个体的适合度实际上就是它下一代的平均后裔数。

三、自然选择类型

1、稳定选择（stabilizing selection）：当环境条件对靠近种群的数量性状正态分布线中间那些个体有利，处淘汰两侧的“极端”个体时，选择属于稳定型的。

2、定向选择（directional selection）：当选择对一侧的“极端”个体有利，从而使种群的平均值向这一侧移动，选择属定向型。

3、分裂选择（disreptive selection）：使选择对两侧的个体有利，而不利于中间的个体，从而使种群分成两部分。

四、物种形成

    物种形成过程大致分为三个步骤：

    1、地理隔离：由于地理屏障引起，将两个种群彼此隔开，阻碍了种群间个体交换，从而使基因交流受阻。

    2、独立进化：两个地理上和生殖上的隔离的种群各自独立地进化，适应于各自的特殊环境。

    3、生殖隔离机制建立：假如地理隔离屏障消失，两个种群的个体可以再次相遇和接触，但由于建立了生殖隔离机制，基因交流已不可能，因而成为两个种，物种形成过程完成。

    形成生殖隔离的机制如下：

（1）交配前或合子前隔离机制

a.生态或生境隔离：相关种群生活在相同综合地域的不同生境中。

b.季节或时间隔离：交配或花期发生在不同时间。

c.性隔离：不同种间性的相互吸引力很弱或缺乏。

d.机制隔离：生殖器或花的物理性不响应阻止了交配或花粉转移

e.不同传粉者隔离：在开花植物中，相关性可能特化吸引不同的传粉者。

f.配子隔离：在体外受精的生物中，雌雄配子可能不相互吸引。

2、交配后或合子隔离机制降低染合体的生存力或繁殖力

g.杂种不存活：杂合体存活力降代或不能存活。

h.杂种不育：杂种F₁代的一种性别或两种性别不能生产功能性配子。

i:杂种受损：F₂代或回交杂种后体存活力或繁殖力降低。

五、物种形成方式

1、异域性物种形成（allopatric speciation）即地理物种形成、包括两类：

①通过大花围的地理隔离，分开的两个种各自演化，形成生殖隔离机制。

②通过种群中少数个体从原种群中分离出去，到达它地并经地理隔离和独立演化而成新种。

2、领域性物种形成（parapatric speciation）：出现在地理分布区相邻的两个种群间的物种形成。

3、同域性物种形成（sympatric specation）：在母种群分布区内部，由于生态位的分离，逐渐建立起若干子群，子群间由于逐步建立的和生殖隔离，形成基因库的分离而形成新种。

六、亲属选择和利他行为

     1、亲属选择(kin selection)：有具有相同基因间进行的自然选择。

     2、利他行为（altruistic behoviour）一个个体以牺牲自己的存活和生殖为代价，去帮助其他个体繁殖更高的后代。

    个体如果能将自身基因复制到将来的世代中，那么其适合度就很高，留下许多后代是达到高适合度的一种途径。但是基因复制品在个体的亲属中是共享的，所以支持亲属的产生也能成为个体增加，适合度有效途径。因为近亲比远亲共享更多的基因，所以人们可以期望在供者的花费与受者的亲缘程度之间的平衡。

     3.协同进化（coevolution）是一个物种的性状对另一物状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又是对前一物种性状的反应而进化。

     物种间的协同进化，可产生在捕食者与猎物、寄生者与宿主、竞争物种之间及植物与植食性动物之间。