Симулятор естественного отбора и популяционной генетики
Уравнения этой модели
| p | частота тёмного аллеля A | Начальная частота тёмного аллеля p | |
|---|---|---|---|
| q | частота светлого аллеля a | q = 1 − p | |
| p², 2pq, q² | ожидаемые доли AA, Aa и aa | Харди — Вайнберг: верно при случайном скрещивании без отбора, дрейфа, мутаций и миграции; ниже сравнивается с долями, подсчитанными в популяции |
При текущих значениях:
| w | приспособленность каждого генотипа | доля, переживающая птиц: 1 для хорошо замаскированной бабочки, 1 − s для заметной | |
|---|---|---|---|
| w̄ | средняя приспособленность | ||
| p′ | ожидаемая частота в следующем поколении | то, что дал бы один отбор; реальная популяция ещё и дрейфует случайно |
При текущих значениях:
| N | Размер популяции N | каждое поколение — это 2N копий гена, случайно взятых у родителей; маленькая популяция блуждает и может полностью потерять аллель |
|---|
При текущих значениях:
| χ² | проверка равновесия Харди — Вайнберга | выше 3,84 (одна степень свободы) численности генотипов значимо отклоняются от Харди — Вайнберга на уровне 5% |
|---|
При текущих значениях:
Как пользоваться симулятором естественного отбора
- Популяция бабочек сидит на коре деревьев. У каждой две копии гена окраски: A — тёмная и a — светлая. Птицы охотятся на тех, кто выделяется на коре, а сила отбора задаёт, сколько из них съедают; выжившие скрещиваются случайно, и их место занимает следующее поколение.
- Начните с немногих тёмных бабочек на светлой коре и смотрите, как тёмный аллель исчезает; переключите кору на тёмную, как сделала сажа в промышленной Англии, и смотрите, как он захватывает популяцию за несколько десятков поколений. График показывает частоту тёмного аллеля на фоне серой линии, которую дал бы один отбор.
- Поставьте силу отбора 0 и большую популяцию: генотипы соответствуют пропорциям Харди — Вайнберга p², 2pq и q², и критерий χ² с этим согласен. Затем добавьте отбор или сделайте популяцию маленькой, чтобы взял верх случайный дрейф, и смотрите, как равновесие нарушается. Калькулятор Харди — Вайнберга делает те же расчёты для ваших чисел, а Решётка Пеннета показывает стоящие за ними скрещивания.
Частые вопросы
Что такое равновесие Харди — Вайнберга?
В большой популяции со случайным скрещиванием и без отбора, мутаций, миграции и дрейфа частоты аллелей остаются неизменными от поколения к поколению, а генотипы устанавливаются в долях p² AA, 2pq Aa и q² aa. Это нулевая модель популяционной генетики: если реальная популяция от неё отклоняется, одно из этих условий не выполняется.
Как естественный отбор меняет частоты аллелей?
Особи с некоторыми генотипами лучше выживают или размножаются, поэтому их аллели передаются чаще. Если на тёмной коре тёмные бабочки выживают на 30% лучше светлых, частота тёмного аллеля немного растёт каждое поколение — на величину, зависящую от p, q и того, доминантен ли аллель. Редкий рецессивный аллель почти невидим для отбора, потому что почти все его копии прячутся в гетерозиготах.
Что такое генетический дрейф?
Случайное изменение частот аллелей из-за того, какие особи по воле случая оставили потомство. Каждое поколение — выборка из предыдущего, и в маленькой популяции эта выборка может сильно отличаться: стандартное отклонение изменения — √(pq/2N). Дрейф может закрепить или потерять аллель вовсе без отбора, поэтому маленькие изолированные популяции теряют генетическое разнообразие.
Правдива ли история берёзовой пяденицы?
Да. В промышленной Британии тёмная форма берёзовой пяденицы из редкой в 1840-х годах к 1900 году составила около Манчестера более 90%, так как сажа убила лишайники и затемнила деревья, и пошла на убыль после законов о чистом воздухе 1950-х. Полевые исследования, включая крупное исследование Майкла Мейджеруса, опубликованное в 2012 году, подтвердили, что птицы чаще поедают заметных бабочек.
Пишет, что WebGL выключен.
Для 3D-вида нужен WebGL, который есть во всех современных браузерах. Он может быть выключен, если в настройках браузера отключено аппаратное ускорение или графический драйвер очень старый. Включите аппаратное ускорение или попробуйте другой браузер.
Загружается ли что-нибудь?
Нет. Симуляцию рисует ваш собственный браузер с помощью WebGL; ничего никуда не отправляется, и после загрузки страницы она работает и офлайн.