Populaatiogenetiikka | genetiikan osa-alue, joka tutkii populaatioiden geneettistä koostumusta
Populaatiogenetiikka on genetiikan osa-alue, joka tutkii populaatioiden geneettistä koostumusta. Siinä yhdistyvät genetiikka, evoluutio, luonnonvalinta, jalostus, tilastot ja matematiikka. Tutkimuksessa laaditaan matemaattisia ja tietokonemalleja ja tehdään kenttätutkimuksia mallien testaamiseksi.
Lyhyt historia
Populaatioteoreetikot alkoivat ehkä G. Udny Yulen vuonna 1902 julkaisemasta artikkelista, ja he käsittelivät genetiikan ja evoluution keskeisiä kysymyksiä. G.H. Hardy ja Wilhelm Weinberg osoittivat, että jos populaatiossa on satunnaista pariutumista, ei valintaa, muuttoliikettä tai mutaatiota, alleelien osuus pysyy sukupolvesta toiseen samana. Tämä oli Hardy-Weinbergin laki, tämän uuden tutkimusalan ensimmäinen suuri tulos.
Väestögenetiikka edistyi suuresti vuosina 1918-1937. Tänä aikana Ronald Fisher, J.B.S. Haldane ja Sewall Wright tutkivat evoluution ja genetiikan välistä yhteyttä käyttämällä uusia matemaattisia tekniikoita, kuten tilastollista todennäköisyyttä. E.B. Ford teki kenttätutkimuksia lepidopteroiden ja Drosophilan luonnollisten populaatioiden genetiikasta. Yleisesti ottaen tämä työ osoitti, että juuri uudelleen löydetty mendeliläinen genetiikka voitiin sovittaa yhteen darwinistisen evoluution kanssa. Tämä loi pohjan nykyaikaiselle evoluutiosynteesille, joka toteutui seuraavina vuosina, noin vuosina 1937-1953.
1900-luvun jälkipuoliskolla populaatiogenetiikan tutkijat paneutuivat moniin monimutkaisiin evoluutio-ongelmiin, kuten sukupuolen evoluutioon, seksuaaliseen valintaan, sukulaisvalintaan (altruismi), matkimiseen ja molekyylievoluutioon. Avainhenkilöitä olivat muun muassa John Maynard Smith, Motoo Kimura ja William Hamilton. Populaatiogenetiikkaa varten kehitetyt tekniikat auttavat päättämään, mikä on perinnöllisyyden ja ympäristön osuus kehitysbiologiassa.
Geneettinen liftaaminen ja valikoiva pyyhkäisy
Näitä käsitteitä sovelletaan silloin, kun mutaatio on voimakkaasti suosiossa ja "vetää mukanaan" läheisiä geenejä kromosomissaan. Mukaansa vetävät geenit ovat geenejä, jotka ovat aiemmin olleet vähäisen valinnan kohteena. Valikoivassa pyyhkäisyssä positiivinen valinta saa aikaan sen, että uusi mutaatio saavuttaa fiksaation (se on ainoa alleeli, joka esiintyy kyseisellä lokuksella kaikissa populaation jäsenissä) niin nopeasti, että siihen liittyvät alleelit voivat "liftata" ja kiinnittyä myös. On yhä enemmän todisteita siitä, että näin todella tapahtuu.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on populaatiogenetiikka?
A: Populaatiogenetiikka on genetiikan osa-alue, joka tutkii populaatioiden geneettistä koostumusta.
K: Miten populaatiogenetiikka yhdistää eri tieteenaloja?
V: Populaatiogenetiikka yhdistää genetiikan, evoluution, luonnonvalinnan, jalostuksen, tilastotieteen ja matematiikan.
K: Mitä välineitä populaatiogenetiikassa käytetään?
V: Populaatiogenetiikan tutkimiseksi tuotetaan matemaattisia ja tietokonemalleja sekä kenttätutkimuksia mallien testaamiseksi.
K: Miten matemaattisia ja tietokonemalleja voidaan käyttää populaatiogenetiikassa?
V: Matemaattisia ja tietokonemalleja voidaan käyttää simuloimaan erilaisia populaation dynamiikkaan ja geneettiseen koostumukseen liittyviä skenaarioita.
K: Millaista tutkimusta tehdään populaatiodynamiikan ymmärtämiseksi?
V: Kenttätutkimuksia tehdään, jotta voidaan testata matemaattisia ja tietokonemalleja, jotka on kehitetty populaatiodynamiikan ymmärtämiseksi.
K: Miten luonnonvalinta vaikuttaa populaatiogenetiikan tutkimukseen?
V: Luonnonvalinta vaikuttaa siihen, miten populaatiot kehittyvät ajan myötä, sillä se vaikuttaa siihen, mitkä yksilöt selviytyvät ja lisääntyvät tietyssä ympäristössä.
