Давайте разберем задачу по шагам и подробно объясним всё, чтобы понять, как решать такую генетическую задачу.
Шаг 1. Исходные данные и обозначения
- Общее число особей: 1000
- Число особей с бледно-голубой окраской (aa): 80
- Аллели: A (доминантный), a (рецессивный)
- Генотипы и их окраска:
- AA: тёмно-синяя
- Aa: сиреневая
- aa: бледно-голубая
Шаг 2. Определение частоты рецессивного аллеля a в исходной популяции
Чисто по классике:
Частота гомозиготных по рецессивному аллелю особей:
\[ q^2 \]У нас есть число особей с рецессивным фенотипом (aa): 80
Тогда:
\[ q^2 = \frac{80}{1000} = 0.08 \] \[ q = \sqrt{0.08} \approx 0.283 \]
Итак,
\[ q \approx 0.283 \]
Частота аллеля a в исходной популяции — около 0.283.
Шаг 3. Расчет частоты доминантного аллеля A
- Полная сумма частот аллелей равна 1:
\[ p + q = 1 \] \[ p = 1 - q \approx 1 - 0.283 = 0.717 \]
Ответ:
- \( p \approx 0.717 \): частота аллеля A
- \( q \approx 0.283 \): частота аллеля a
Шаг 4. Расчет исходных частот фенотипов (ранее)
- Гомозиготы AA (тёмно-синие):
\[ p^2 \approx 0.717^2 \approx 0.514 \] - Гетерозиготы Aa (сиреневые):
\[ 2pq \approx 2 \times 0.717 \times 0.283 \approx 0.405 \] - Гомозиготы aa (бледные):
\[ q^2 \approx 0.08 \] (уже нашли)
Проверка: сумма
\[
0.514 + 0.405 + 0.08 \approx 1.0
\]
Шаг 5. Влияние эпидемии и потери особей
- Погибло 20% особей с тёмно-синей окраской (AA).
Исходное число с тёмно-синей окраской:
\[
1000 \times 0.514 \approx 514
\]
Погибло:
\[
0.20 \times 514 \approx 103
\]
Осталось после эпидемии:
\[
514 - 103 = 411
\]
Шаг 6. Новое число особей и новые частоты
Общее число особей после потери:
\[
1000 - 103 = 897
\]
Остальные фенотипы не пострадали (предполагается, что только с тёмно-синими особями произошло значительное вымирание). Тогда:
- Оставшиеся особи с гомозиготами AA: 411
- Гетерозиготы (Aa): 405 (оставшиеся без изменений)
- Бледно-голубые aa: 80 (остались без изменений, так как они не пострадали)
Общее число после эпидемии:
\[
411 + 405 + 80 = 896
\]
Но по условию, после этого популяция достигла нового равновесия, следовательно, мы можем считать, что яйца (генетический состав) располагались в соответствии с текущими частотами, которые теперь вычислим.
Шаг 7. Проведение расчетов для определения новых частот
Общее число особей после отбора — 896.
- Частота аллеля \( p' \)
- Частота аллеля \( q' \)
Рассчитаем их на основе актуальных гомозиготных и гетерозиготных частот.
Из данных:
- Количество особей с гомозиготами AA: 411
- Гетерозиготы Aa: 405
- Гомозиготы aa: 80
Общее число особей: 896.
Шаг 8. Расчет новых аллельных частот \( p' \) и \( q' \)
- Количество аллелей A:
\[ 2 \times \text{число AA} + \text{число Aa} = 2 \times 411 + 405 = 822 + 405 = 1227 \] - Количество аллелей a:
\[ 2 \times \text{число aa} + \text{число Aa} = 2 \times 80 + 405 = 160 + 405 = 565 \]
Общее число аллелей:
\[
2 \times 896 = 1792
\]
Следовательно,
\[ p' = \frac{1227}{1792} \approx 0.685 \] \[ q' = \frac{565}{1792} \approx 0.315 \]
Ответы:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Исходная частота A | \(\boxed{p \approx 0.717}\) |
| Исходная частота a | \(\boxed{q \approx 0.283}\) |
| Новая частота A (после отбора) | \(\boxed{p' \approx 0.685}\) |
| Новая частота a (после отбора) | \(\boxed{q' \approx 0.315}\) |
Общий вывод:
После эпидемии и отбора частота аллеля A уменьшилась с примерно 0.717 до 0.685, а частота аллеля a — выросла с 0.283 до 0.315. Это происходит потому, что особи с тёмно-синим окрасом (гомозиготные по доминантному аллелю) пострадали сильнее, что привело к снижению частоты доминантного аллеля в популяции.
Если есть необходимость, я могу помочь дополнительно с объяснением каждого пункта или сделать выводы по генетической динамике.