Překrývající se generace - Overlapping generations

Ekonomický model viz Model překrývajících se generací. Nauku svědků Jehovových od roku 2010 viz Eschatologie svědků Jehovových § „Generace roku 1914“ (1976 - dosud).

v populační genetika překrývající se generace se týká spojovacích systémů, kde je současně přítomna více než jedna chovná generace. V systémech, kde tomu tak není, existují nepřekrývající se generace (nebo diskrétní generace), ve kterých každá generace rozmnožování vydrží jen jedno období rozmnožování. Pokud se dospělí množí během několika období rozmnožování, považuje se tento druh za překrývající se generace. Příkladem druhů, které mají překrývající se generace, je mnoho savců, včetně lidí, a mnoho bezobratlých v sezónním prostředí.[1] Příklady druhů, které se skládají z nepřekrývajících se generací, jsou jednoleté rostliny a několik druhů hmyzu.

Nepřekrývající se generace je jednou z charakteristik, které je třeba v EU splnit Hardy – Weinberg model pro vývoj nastat. Jedná se o velmi restriktivní a nerealistický předpoklad, ale je obtížné se jím zbavit.[2]

Překrývající se versus nepřekrývající se generace

V modelech populační genetiky, jako je model Hardy-Weinberg, se předpokládá, že druhy nemají překrývající se generace. V přírodě má však mnoho druhů překrývající se generace. Překrývající se generace jsou považovány spíše za normu než za výjimku.

Překrývající se generace se vyskytují u druhů, které žijí mnoho let a množí se mnohokrát. Mnoho ptáků má například každý (pár) rok (roky) nová hnízda. Potomci budou mít poté, co dospějí, také svá vlastní hnízda potomků, zatímco rodičovská generace by se mohla znovu rozmnožovat. Výhodu překrývajících se generací lze najít v různých úrovních zkušeností generací v populaci. Mladší věková skupina bude schopna získávat sociální informace od starších a zkušenějších věkových skupin.[3] Překrývající se generace mohou podobně propagovat altruistické chování.[4]

Nepřekrývající se generace se vyskytují u druhů, u nichž dospělá generace zemře po jednom období rozmnožování. Pokud například druh může přežít zimu pouze v mladistvém stavu, bude tento druh automaticky sestávat z nepřekrývajících se generací.

Včela Amegilla dawsoni, příklad druhu s nepřekrývajícími se generacemi

Skupinu druhů postrádajících překrývající se generace většinou tvoří univoltin hmyz a některé jednoleté rostliny. Jedním z příkladů univoltinního hmyzu, který se rozmnožuje pouze jednou ročně, je Dawsonova včela, Amegilla dawsoni[5].

Ačkoli jednoleté rostliny odumírají po jedné sezóně, ne všem jednoletým rostlinám skutečně chybí překrývající se generace. Mnoho jednoletých rostlin má semenné banky obsahující spící semena, která zůstávají spící po dobu nejméně jednoho roku. To umožňuje překrývající se generace v jednoletých rostlinách.[6]

N.B Domestikace jednoletých rostlin vedla ke snížení vegetačního klidu semen. Tyto domestikované jednoleté rostliny proto mají nepřekrývající se generace[7].

Účinky překrývajících se generací

Genetická rozmanitost

Zda druh má překrývající se generace nebo ne, může ovlivnit genetická rozmanitost v nové generaci. Změny v genetická odchylka v populacích kvůli genetický drift Ukázalo se, že jsou dvakrát tak skvělé, když se překrývají generace na rozdíl od nepřekrývajících se generací.[8]

Předpoklady v populačních genetických modelech

Efektivní velikost populace je základní koncept v evoluční biologie a notoricky těžké odhadnout. V modelech odhadujících tento údaj se často předpokládá, že druh má nepřekrývající se generace. To může zkreslit odhad efektivní velikosti populace, protože časové výkyvy ve frekvencích alel sledují komplikované vzorce, když se generace překrývají.[9]

V Neutrální teorie molekulární evoluce,[10] je ukázáno, že rychlost vývoje (míra substituce) v neutrálních genech není ovlivněna kolísáním velikosti populace. To však platí pouze pro druhy, které mají diskrétní generace. V tomto případě je míra substituce rovna hodnotě rychlost mutace. Když je do tohoto modelu začleněno překrývání generace, míra substituce se mění s fluktuacemi velikosti populace. Míra substituce se zvyšuje, když velikost populace přechází z malé na velkou, s vysokou pravděpodobností přežití a když velikost populace přechází z velké na malou, s nízkou pravděpodobností přežití.[11]

Experimentování

V mnoha experimentech se předpokládá, že se druhy skládají pouze z nepřekrývajících se generací. Například když se chce vědec podívat na genetické mutace v kmeni bakterií. Podívá se na všechny potomky (F1) současné generace (P). Pro další pohled na genetické mutace v kmeni se poté podívá na další generaci (F2), která se skládá pouze z potomků z generace F1, zatímco první generace P již nebude v experimentu použita.

Reference

  1. ^ Olsen, Bruce D. (2009-09-01). Porozumění biologii prostřednictvím evoluce - čtvrté vydání. Lulu.com. ISBN  9780557095391.
  2. ^ „Překrývající se generace“. cruel.org. Citováno 2017-09-07.
  3. ^ „Encyklopedie chování zvířat - ScienceDirect“. www.sciencedirect.com. Citováno 2017-09-07.
  4. ^ Taylor, Peter D .; Irwin, Andrew J. (2000-08-01). „Překrývající se generace mohou podporovat altruistické chování“. Vývoj. 54 (4): 1135–1141. doi:10.1554 / 0014-3820 (2000) 054 [1135: ogcpab] 2.0.co; 2. ISSN  1558-5646. PMID  11005283.
  5. ^ Aalberg Haugen, I. M .; Berger, D .; Gotthard, K. (červenec 2012). „Evoluce alternativních vývojových cest: stopy selekce na vlastnostech životní historie u motýla“. Journal of Evolutionary Biology. 25 (7): 1377–1388. doi:10.1111 / j.1420-9101.2012.02525.x. ISSN  1420-9101. PMID  22591181.
  6. ^ Adaptace ve stochastickém prostředí Jin Yoshimura | Springer. Přednášky z biomatematiky. Springer. 1993. ISBN  9783540566816.
  7. ^ Fernández-Marín, Beatriz; Milla, Rubén; Martín-Robles, Nieves; Arc, Erwann; Kranner, Ilse; Becerril, José María; García-Plazaola, José Ignacio (2014-12-20). „Vedlejší účinky domestikace: pěstovaná semena luštěnin obsahují podobné tokoferoly a mastné kyseliny, ale méně karotenoidů než jejich divoké protějšky.“. Biologie rostlin BMC. 14: 1599. doi:10.1186 / s12870-014-0385-1. ISSN  1471-2229. PMC  4302433. PMID  25526984.
  8. ^ Rogers, Alex; Prügel-Bennett, Adam (01.03.2000). "Vyvíjející se populace s překrývajícími se generacemi". Teoretická populační biologie. 57 (2): 121–129. CiteSeerX  10.1.1.28.959. doi:10.1006 / tpbi.1999.1446. PMID  10792977.
  9. ^ Jorde, P.E .; Ryman, N. (01.02.1995). „Časová změna frekvence alel a odhad efektivní velikosti v populacích s překrývajícími se generacemi“. Genetika. 139 (2): 1077–1090. ISSN  0016-6731. PMC  1206358. PMID  7713410.
  10. ^ Kimura, Motoo (1983). Neutrální teorie molekulární evoluce. Cambridge University Press. ISBN  9780521317931.
  11. ^ Balloux, François; Lehmann, Laurent (01.02.2012). „Substituční sazby na neutrálních genech závisí na velikosti populace při kolísající demografii a překrývajících se generacích“ (PDF). Vývoj. 66 (2): 605–611. doi:10.1111 / j.1558-5646.2011.01458.x. ISSN  1558-5646. PMID  22276552.