Biologie Mentorentagung, 29. 03 2012 Populationsgenetik mit ...
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<strong>Biologie</strong> <strong>Mentorentagung</strong>, <strong>29.</strong> <strong>03</strong> <strong>2012</strong><br />
<strong>Populationsgenetik</strong> <strong>mit</strong> WinEvo 1.2<br />
A. Birkenspanner - Industriemelanismus<br />
Annahme: Dominant-rezessiver Erbgang<br />
a: hell; A: dunkel<br />
1. Situation vor industrieller Revolution<br />
Nur weiße Tiere<br />
p = 0; q = 1<br />
Ergebnis der Simulation: Konstante Allelfrequenzen<br />
2. Entstehung eines neuen Allels durch Mutation<br />
Beobachtung: Ab und zu entstehen schwarze Tiere<br />
Vermutung: Mutation<br />
Simulation: Zulassen der Mutation a -> A<br />
p = 0,0; q = 1<br />
Mutation a -> A: 0,1 %<br />
Ergebnis der Simulation: Langsame, konstante Zunahme<br />
von h(A), entsprechend Abnahme von h(a)<br />
3. Stabilisierende Wirkung der Selektion<br />
Beobachtung: Schwarze Tiere sind selten<br />
Vermutung: Selektion<br />
Simulation: Selektion gegen AA und Aa<br />
p = 0,0; q = 1; Mutation a -> A: 0,1 %<br />
Selektion 1. Intervall, ab 10. Generation<br />
Selektion gegen AA / Aa; Relative repr. Fitness = 70 %<br />
4. Transformierende Wirkung der Selektion<br />
Beobachtung: Industrielle Revolution; Schwarze Tiere<br />
werden häufig<br />
Vermutung: Änderung der Selektionsbedingungen<br />
p = 0,0; q = 1; Mutation a -> A: 0,1 %<br />
Selektion 1. Intervall, ab 10. Generation<br />
Selektion gegen AA / Aa, Relative repr. Fitness = 70 %<br />
Selektion 2. Intervall, ab 30. Generation<br />
Selektion gegen aa; Relative repr. Fitness = 70 %<br />
Relative repr. Fitness AA, Aa jeweils 100 %<br />
Roland Frank, Seminar Stuttgart , <strong>Mentorentagung</strong> <strong>29.</strong>3.<strong>2012</strong>, WinEvo 1.2
B. Sichelzellanämie und Heterozygotenvorteil<br />
Annahme Intermediärer Erbgang, 3 Phänotypen<br />
A: Normalallel HbA; B: Sichelzellallel HbS<br />
1. Situation in Nichtmalariagebieten<br />
Sichelzellallel h(B) =1 %, keine Mutation<br />
p = 0; q = 0,01<br />
Selektion: 1. Intervall ab 1. Generation<br />
Selektion gegen BB: Relative reproduktive Fitness = 0 %<br />
Ergebnis der Simulation: Konstante Allelfrequenzen<br />
2. Situation in Malariagebieten<br />
Selektion: 1. Intervall ab 1. Generation<br />
Selektion gegen BB: Relative reproduktive Fitness = 0 %<br />
Selektion: 2. Intervall ab 10. Generation<br />
Selektion gegen BB: Relative reproduktive Fitness 0 %<br />
Selektion gegen AA: Relative reproduktive Fitness 65 %<br />
Ergebnis der Simulation: Allelfrequenz für B steigt; Anteil<br />
der Herozygoten h(AB) steigt ebenfalls sehr stark an.<br />
C. Mucoviszidose und genetische Erblast<br />
1. Mucoviszidose– Hypothetische Selektion gegen Homozygote<br />
Inzidenz: ca. 1: 2500; q = 1/50 = 0,02<br />
Wie lange würde es dauern, bis q auf den halben Wert<br />
gesunken ist, wenn sich die Merkmalsträger nicht<br />
fortpflanzen könnten?<br />
Selektion: 1. Intervall ab 1. Generation<br />
Selektion gegen aa; Relative reproduktive Fitness 0 %<br />
Ergebnis der Simulation: ca. 44 Generationen, also etwa<br />
1000 Jahre.<br />
2. Mucoviszidose – Hypothetische Selektion gegen<br />
Heterozygote<br />
Wie lange würde es dauern, bis q auf den halben Wert<br />
gesunken ist, wenn die relative reproduktive Fitness der<br />
Heterozygoten nur 90 % beträgt?<br />
q = 1/50 = 0,02<br />
Selektion: 1. Intervall ab 1. Generation<br />
Selektion gegen Aa; Relative reproduktive Fitness 90 %<br />
Keine Selektion gegen aa; Relative repr. Fitness 100 %<br />
Ergebnis der Simulation: ca. 8 Generationen, also etwa<br />
100 Jahre.<br />
Roland Frank, Seminar Stuttgart , <strong>Mentorentagung</strong> <strong>29.</strong>3.<strong>2012</strong>, WinEvo 1.2
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