Чтобы определить частоты генотипов в первом поколении для каждой из четырех популяций, можно воспользоваться принципами популяционной генетики, в частности, законом Харди-Лавера. В условиях свободного скрещивания частоты аллелей и генотипов должны оставаться стабильными в следующем поколении при отсутствии внешних факторов.
Для начала обозначим:
- \( p \) — частота аллеля \( A \)
- \( q \) — частота аллеля \( a \)
Согласно соотношениям \( p + q = 1 \).
Затем генотипы можно выразить через частоты аллелей:
- Частота генотипа \( AA = p^2 \)
- Частота генотипа \( Aa = 2pq \)
- Частота генотипа \( aa = q^2 \)
Теперь мы рассчитаем \( p \) и \( q \) для каждой популяции и найдем частоты генотипов.
Популяция а) 0,2 AA и 0,8 Aa
Частота генотипа \( aa = 1 - (0,2 + 0,8) = 0\).
Для расчёта частот аллелей:
- \( p = \text{частота } AA + 0,5 \times \text{частота } Aa = 0,2 + 0,5 \times 0,8 = 0,6 \)
- \( q = 1 - p = 1 - 0,6 = 0,4 \)
Теперь найдем частоты генотипов в следующем поколении:
- \( AA = p^2 = 0,6^2 = 0,36 \)
- \( Aa = 2pq = 2 \times 0,6 \times 0,4 = 0,48 \)
- \( aa = q^2 = 0,4^2 = 0,16 \)
Популяция б) 0,4 AA, 0,4 Aa, 0,2 aa
Частоты аллелей:
- \( p = 0,4 + 0,5 \times 0,4 = 0,4 + 0,2 = 0,6 \)
- \( q = 1 - p = 0,4 \)
Частоты генотипов:
- \( AA = p^2 = 0,6^2 = 0,36 \)
- \( Aa = 2pq = 2 \times 0,6 \times 0,4 = 0,48 \)
- \( aa = q^2 = 0,4^2 = 0,16 \)
Популяция в) 0,6 AA и 0,4 aa
Частота генотипа \( Aa = 1 - (0,6 + 0,4) = 0\).
Аллельные частоты:
- \( p = 0,6 \)
- \( q = 0,4 \)
Частоты генотипов:
- \( AA = p^2 = 0,6^2 = 0,36 \)
- \( Aa = 2pq = 2 \times 0,6 \times 0,4 = 0,48 \)
- \( aa = q^2 = 0,4^2 = 0,16 \)
Популяция г) 0,3 AA, 0,6 Aa и 0,1 aa
Аллельные частоты:
- \( p = 0,3 + 0,5 \times 0,6 = 0,3 + 0,3 = 0,6 \)
- \( q = 1 - p = 0,4 \)
Частоты генотипов:
- \( AA = p^2 = 0,6^2 = 0,36 \)
- \( Aa = 2pq = 2 \times 0,6 \times 0,4 = 0,48 \)
- \( aa = q^2 = 0,4^2 = 0,16 \)
Таким образом, для каждой популяции в первом поколении будут установлены следующие частоты генотипов:
- Популяция а): \( AA = 0,36, Aa = 0,48, aa = 0,16 \)
- Популяция б): \( AA = 0,36, Aa = 0,48, aa = 0,16 \)
- Популяция в): \( AA = 0,36, Aa = 0,48, aa = 0,16 \)
- Популяция г): \( AA = 0,36, Aa = 0,48, aa = 0,16 \)
Все четыре популяции имеют одинаковые частоты генотипов в первом поколении.