Skip to main content
Global

19.E: تطور السكان (تمارين)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196054

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    19.1: التطور السكاني

    في البداية، جعلت الطبيعة الجسيمية للجينات المكتشفة حديثًا من الصعب على علماء الأحياء فهم كيفية حدوث التطور التدريجي. ولكن على مدى العقود القليلة التالية، تم دمج علم الوراثة والتطور في ما أصبح يُعرف باسم التوليف الحديث - الفهم المتماسك للعلاقة بين الانتقاء الطبيعي وعلم الوراثة الذي تشكل في الأربعينيات من القرن الماضي وهو مقبول عمومًا اليوم.

    مراجعة الأسئلة

    ما الفرق بين التطور الجزئي والكلي؟

    1. يصف التطور الجزئي تطور الكائنات الحية الصغيرة، مثل الحشرات، بينما يصف التطور الكلي تطور الكائنات الحية الكبيرة، مثل البشر والفيلة.
    2. يصف التطور الجزئي تطور الكيانات المجهرية، مثل الجزيئات والبروتينات، بينما يصف التطور الكلي تطور الكائنات الحية بأكملها.
    3. يصف التطور الجزئي تطور الكائنات الحية في المجموعات السكانية، بينما يصف التطور الكلي تطور الأنواع على مدى فترات طويلة من الزمن.
    4. يصف التطور الجزئي تطور الكائنات الحية على مدى حياتها، بينما يصف التطور الكلي تطور الكائنات الحية على مدى أجيال متعددة.
    إجابة

    ج

    علم الوراثة السكانية هو دراسة:

    1. كيف تغير القوى الانتقائية ترددات الأليل في مجموعة سكانية بمرور الوقت
    2. الأساس الجيني للصفات على مستوى السكان
    3. ما إذا كانت الصفات لها أساس وراثي
    4. درجة زواج الأقارب في السكان
    إجابة

    أ

    أي من المجموعات السكانية التالية ليست في حالة توازن هاردي-واينبرغ؟

    1. مجموعة سكانية تضم 12 فردًا متنحًا متجانسًا (سنويًا)، و 8 أفراد مهيمنين متماثلين (YY)، و 4 أفراد متغايرين (Yy)
    2. مجموعة سكانية لا تتغير فيها ترددات الأليل بمرور الوقت
    3. ص 2+ 2pq+q 2 = 1
    4. مجموعة سكانية تخضع لعملية انتقاء طبيعية
    إجابة

    د

    نشأت إحدى مستعمرات الأميش الأصلية من سفينة المستعمرين التي جاءت من أوروبا. كان قبطان السفينة، الذي كان يتمتع بتعدد الأصابع، وهي سمة سائدة نادرة، أحد المستعمرين الأصليين. اليوم، نرى تكرارًا أعلى بكثير لتعدد الأصابع في سكان الأميش. هذا مثال على:

    1. الانتقاء الطبيعي
    2. الانجراف الجيني
    3. تأثير المؤسس
    4. ب و ج
    إجابة

    د

    استجابة مجانية

    حل للبنية الجينية لمجموعة سكانية تضم 12 فردًا متنحًا متجانسًا (y)، و 8 أفراد مهيمنين متماثلين (YY)، و 4 أفراد متغايرين (Yy).

    إجابة

    p = (8*2+ 4) /48 = .42؛ q = (12*2+ 4) /48 = .58؛ ص 2 = .17؛ 2pq = .48؛ q 2 = .34

    اشرح مبدأ هاردي-واينبرغ لنظرية التوازن.

    إجابة

    يستخدم مبدأ Hardy-Weinberg للتوازن لوصف التركيب الجيني للسكان. تنص النظرية على أن ترددات الأليل والنمط الجيني للسكان مستقرة بطبيعتها: ما لم يكن هناك نوع من القوة التطورية التي تؤثر على السكان، فإن جيلًا بعد جيل من السكان سيحمل نفس الجينات، وسيبدو الأفراد ككل نفس الشيء بشكل أساسي.

    تخيل أنك تحاول اختبار ما إذا كانت مجموعة من الزهور تخضع للتطور. تشك في وجود ضغط انتقائي على لون الزهرة: يبدو أن النحل يتجمع حول الزهور الحمراء أكثر من الزهور الزرقاء. في تجربة منفصلة، تكتشف أن لون الزهرة الزرقاء هو السائد على لون الزهرة الحمراء. في الحقل، يمكنك حساب 600 زهرة زرقاء و 200 زهرة حمراء. ماذا تتوقع أن تكون البنية الجينية للزهور؟

    إجابة

    الأحمر متنحي لذا Q2 = 200/800 = 0.25؛ q = 0.5؛ p = 1-q = 0.5؛ p2 = 0.25؛ 2pq = 0.5. تتوقع 200 زهرة زرقاء متجانسة، و 400 زهرة زرقاء متغايرة، و 200 زهرة حمراء.

    19.2: علم الوراثة السكانية

    غالبًا ما يُظهر أفراد المجموعة أنماطًا ظاهرية مختلفة، أو يعبرون عن أليلات مختلفة لجين معين، يشار إليه باسم تعدد الأشكال. يُطلق على السكان الذين لديهم نوعين أو أكثر من الخصائص المعينة اسم متعدد الأشكال. يتأثر توزيع الأنماط الظاهرية بين الأفراد، والمعروف باسم التباين السكاني، بعدد من العوامل، بما في ذلك التركيب الجيني للسكان والبيئة.

    مراجعة الأسئلة

    عندما تصل ذكور الأسود إلى مرحلة النضج الجنسي، فإنها تترك مجموعتها بحثًا عن فخر جديد. هذا يمكن أن يغير ترددات الأليل للسكان من خلال أي من الآليات التالية؟

    1. الانتقاء الطبيعي
    2. الانجراف الجيني
    3. تدفق الجينات
    4. تزاوج عشوائي
    إجابة

    ج

    أي من القوى التطورية التالية يمكنها إدخال تباين جيني جديد في مجموعة سكانية؟

    1. الانتقاء الطبيعي والانجراف الجيني
    2. الطفرة وتدفق الجينات
    3. الانتقاء الطبيعي والتزاوج غير العشوائي
    4. الطفرة والانجراف الجيني
    إجابة

    ب

    ما هو التزاوج المتنوع؟

    1. عندما يتزاوج الأفراد مع أولئك الذين يشبهون أنفسهم
    2. عندما يتزاوج الأفراد مع أولئك الذين يختلفون عن أنفسهم
    3. عندما يتزاوج الأفراد مع أولئك الأكثر ملاءمة للسكان
    4. عندما يتزاوج الأفراد مع أولئك الأقل ملاءمة للسكان
    إجابة

    أ

    عندما يتزاوج الأفراد المرتبطون ارتباطًا وثيقًا مع بعضهم البعض، أو يتزاوجون، غالبًا ما لا يكون النسل مناسبًا مثل نسل شخصين غير مرتبطين. لماذا؟

    1. الأقارب المقربون غير متوافقين وراثيًا.
    2. يتفاعل الحمض النووي للأقارب المقربين سلبًا في النسل.
    3. يمكن أن يجمع زواج الأقارب بين الطفرات النادرة والضارة التي تؤدي إلى أنماط ظاهرية ضارة.
    4. يؤدي زواج الأقارب عادة إلى التعبير عن الأليلات الصامتة.
    إجابة

    ج

    ما هو الخط؟

    1. منحدر الجبل الذي يعيش فيه السكان
    2. الدرجة التي تساعد بها الطفرة الفرد على البقاء
    3. عدد الأفراد في السكان
    4. تباين جغرافي تدريجي عبر التدرج البيئي
    إجابة

    د

    استجابة مجانية

    وصف الموقف الذي سيخضع فيه السكان لتأثير الاختناق وشرح تأثير ذلك على مجموعة الجينات للسكان.

    إجابة

    يقتل الإعصار نسبة كبيرة من سكان القشريات التي تعيش في الرمال - فقط عدد قليل من الأفراد على قيد الحياة. ستمثل الأليلات التي يحملها هؤلاء الأفراد الباقون على قيد الحياة مجموعة الجينات لجميع السكان. إذا لم يكن هؤلاء الأفراد الباقون على قيد الحياة يمثلون السكان الأصليين، فإن مجموعة الجينات بعد الإعصار ستختلف عن مجموعة الجينات الأصلية.

    وصف الانتقاء الطبيعي وإعطاء مثال على الانتقاء الطبيعي في العمل بين السكان.

    إجابة

    تنبع نظرية الانتقاء الطبيعي من ملاحظة أن بعض الأفراد في السكان يعيشون لفترة أطول ولديهم ذرية أكثر من غيرهم: وبالتالي، يتم نقل المزيد من جيناتهم إلى الجيل التالي. على سبيل المثال، من المرجح أن تصبح الغوريلا الذكور الكبيرة والقوية بمثابة الظهير الفضي للسكان أكثر من الغوريلا الأصغر والأضعف: قائد المجموعة الذي يتزاوج أكثر بكثير من الذكور الآخرين في المجموعة. لذلك، سيولد قائد المجموعة المزيد من الأبناء الذين يتشاركون نصف جيناته ومن المرجح أن يكبروا وأقوى مثل والدهم. مع مرور الوقت، ستزداد الجينات ذات الحجم الأكبر في عدد السكان، ونتيجة لذلك، يزداد متوسط حجم الجسم في المتوسط.

    اشرح ما هو الخط وقدم أمثلة.

    إجابة

    الخط هو نوع من التباين الجغرافي الذي يظهر في مجموعات الأنواع المعينة التي تختلف تدريجيًا عبر التدرج البيئي. على سبيل المثال، تميل الحيوانات ذات الدم الحار إلى امتلاك أجسام أكبر في المناخات الباردة الأقرب إلى أقطاب الأرض، مما يسمح لها بالحفاظ على الحرارة بشكل أفضل. يعتبر هذا خطًا عرضيًا. تميل النباتات المزهرة إلى الإزهار في أوقات مختلفة اعتمادًا على مكان وجودها على طول منحدر الجبل. يُعرف هذا باسم خط الارتفاع.

    19.3: التطور التكيفي

    غالبًا ما تكون اللياقة قابلة للقياس الكمي ويتم قياسها من قبل العلماء في هذا المجال. ومع ذلك، ليست اللياقة المطلقة للفرد هي المهمة، بل كيفية مقارنتها بالكائنات الحية الأخرى في المجتمع. يسمح هذا المفهوم، المسمى باللياقة النسبية، للباحثين بتحديد الأفراد الذين يساهمون بنسل إضافي للجيل القادم، وبالتالي، كيف يمكن أن يتطور السكان.

    مراجعة الأسئلة

    ما نوع الاختيار الذي ينتج عنه تباين جيني أكبر في المجموعة السكانية؟

    1. استقرار الاختيار
    2. اختيار اتجاهي
    3. تنويع الاختيار
    4. اختيار إيجابي يعتمد على التردد
    إجابة

    ج

    عندما ينظر الذكور والإناث من السكان أو يتصرفون بشكل مختلف، يشار إلى ذلك باسم ________.

    1. إزدواج الشكل الجنسي
    2. اختيار جنسي
    3. تنويع الاختيار
    4. خط
    إجابة

    أ

    فرضية الجينات الجيدة هي نظرية تشرح ماذا؟

    1. لماذا من المرجح أن يكون لدى الأفراد الأكثر لياقة المزيد من النسل
    2. لماذا يتم اختيار الأليلات التي تمنح سمات أو سلوكيات مفيدة عن طريق الانتقاء الطبيعي
    3. لماذا يتم الحفاظ على بعض الطفرات الضارة في السكان
    4. لماذا يطور الأفراد من جنس واحد سمات زخرفية مثيرة للإعجاب
    إجابة

    د

    استجابة مجانية

    أعط مثالاً على سمة قد تكون تطورت نتيجة لمبدأ الإعاقة واشرح أسبابك.

    إجابة

    ذيل الطاووس هو مثال جيد لمبدأ الإعاقة. من الواضح أن الذيل، الذي يجعل الذكور أكثر وضوحًا للحيوانات المفترسة وأقل قدرة على الهروب، يمثل عيبًا لبقاء الطائر. ولكن نظرًا لكونه عيبًا، يجب أن يكون الذكور الأكثر ملاءمة فقط قادرين على البقاء معه. وبالتالي، فإن الذيل بمثابة إشارة صادقة للجودة للإناث من السكان؛ لذلك، سيكسب الذكر المزيد من التزاوج ونجاحًا أكبر في الإنجاب.

    ضع قائمة بالطرق التي يمكن أن يؤثر بها التطور على التباين السكاني ووصف كيفية تأثيرها على ترددات الأليل.

    إجابة

    هناك عدة طرق يمكن أن يؤثر بها التطور على التباين السكاني: تثبيت الاختيار، والاختيار الاتجاهي، وتنويع الاختيار، والاختيار المعتمد على التردد، والاختيار الجنسي. نظرًا لأنها تؤثر على ترددات الأليل في السكان، يمكن للأفراد إما أن يصبحوا أكثر أو أقل ارتباطًا، ويمكن أن تصبح الأنماط الظاهرية المعروضة أكثر تشابهًا أو أكثر تباينًا.