Cân bằng Hardy-Weinberg
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| Hardy-Weinberg equilibrium/ˈhɑːdi ˈwaɪnbɜːɡ ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | cân bằng Hardy-Weinberg |
Điều gì xảy ra nếu không có gì thay đổi?
- Tiến hóa là sự thay đổi tần số allele — nhưng nếu tần số vẫn giữ nguyên thì sao?
- Hãy tưởng tượng một quần thể nơi không có allele nào trở nên phổ biến hơn hay hiếm hơn.
- Một quần thể như vậy không đang tiến hóa.
- Trạng thái ổn định giả định này được gọi là cân bằng Hardy-Weinberg.
Đường cơ sở không tiến hóa
- Cân bằng Hardy-Weinberg mô tả một quần thể có tần số allele không đổi.
- Đây là một đường cơ sở lý thuyết — một bức tranh về sự không tiến hóa.
- Chúng ta so sánh các quần thể thực tế với nó.
- Nếu thực tế không khớp, điều đó có nghĩa là có yếu tố nào đó đang gây ra tiến hóa.
Một quần thể đang ở cân bằng Hardy-Weinberg là một quần thể…
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Trong cân bằng Hardy-Weinberg, tần số alen không thay đổi — quần thể không tiến hóa.
Phương trình
- Đối với hai allele, gọi $p$ là tần số của một allele và $q$ là của allele kia, với $p + q = 1$.
- Tần số kiểu gen tuân theo $p^2 + 2pq + q^2 = 1$.
- Ở đây $p^2$ là đồng hợp trội, $q^2$ là đồng hợp lặn, và $2pq$ là dị hợp.
- Từ một $q^2$ quan sát được, bạn có thể tìm ra $q$, sau đó là $p$, rồi suy ra tần số của mọi kiểu gen.
Điều kiện để không có sự tiến hóa
Xét từng điều kiện mà một quần thể phải đáp ứng để duy trì cân bằng Hardy-Weinberg — nếu vi phạm bất kỳ điều kiện nào, quần thể sẽ tiến hóa.
Phương trình Hardy-Weinberg là $p^2 + 2pq + q^2 = 1$. $q^2$ đại diện cho cái gì?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$q^2$ là tần số của kiểu hình đồng hợp lặn (aa); $p^2$ là đồng hợp trội, $2pq$ dị hợp.
Nếu biết $q^2 = 0.09$, thì tần số alen lặn $q$ là bao nhiêu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$q = \sqrt{0.09} = 0.3$. Khi đó $p = 1 - q = 0.7$.
Năm điều kiện
- Cân bằng chỉ duy trì khi không có lực tiến hóa nào tác động.
- Có nghĩa là: không có chọn lọc tự nhiên, không có di cư, và không có đột biến mới.
- Nó cũng cần giao phối ngẫu nhiên và một quần thể rất lớn.
- Phá vỡ bất kỳ điều kiện nào trong số này, tần số sẽ thay đổi — quần thể tiến hóa.
Nếu chọn lọc tự nhiên tác động lên một quần thể, quần thể đó không còn ở trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg nữa.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Chọn lọc phá vỡ một điều kiện bắt buộc, dẫn đến việc tần số alen thay đổi và quần thể tiến hóa.
Chọn tất cả các điều kiện cần thiết cho cân bằng Hardy-Weinberg.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Cân bằng yêu cầu không có chọn lọc, vì vậy chọn lọc mạnh sẽ phá vỡ trạng thái này. Ba phương án còn lại đều là điều kiện cần thiết.
Cân bằng Hardy-Weinberg là một đường cơ sở lý tưởng hóa, không phải mô tả cuộc sống thực tế. Gần như không có quần thể thực nào đáp ứng đầy đủ năm điều kiện này. Giá trị của nó nằm ở vai trò mô hình null: sự chênh lệch so với nó cho thấy tiến hóa đang diễn ra.
Tìm tần số allele ẩn:
- Giả sử $9\%$ của quần thể biểu hiện tính trạng lặn, do đó $q^2 = 0.09$.
- Khi đó $q = \sqrt{0.09} = 0.3$, và $p = 1 - 0.3 = 0.7$.
- Bây giờ bạn có thể dự đoán các cá thể mang gen: $2pq = 2(0.7)(0.3) = 0.42$, hoặc $42\%$.
Cân bằng Hardy-Weinberg là một đường cơ sở không tiến hóa nơi tần số allele không đổi, được mô tả bởi $p^2 + 2pq + q^2 = 1$. Nó chỉ đúng dưới năm điều kiện: không chọn lọc, không di cư, không đột biến, giao phối ngẫu nhiên, và quần thể lớn. Các quần thể thực tế khác biệt so với nó — và những sai lệch đó tiết lộ sự tiến hóa.