Вероятностные законы и вероятностные отношения

Генетические признаки подчиняются вероятностным законам. Конечно, каждое отдельное событие в высшей степени случайно, но при большом числе событий, пользуясь вероятностными законами, можно подсказать, какая доля этих событий будет относится к тому или другому из возможных типов.

Различают 3 типа вероятностей:

1.Априорные вероятности – это те, которые можно определить заранее, исходя из самой природы событий.

2. Эмпирические вероятности – определяют на основании подсчета того, сколько раз произошло данное событие при определенном числе испытаний. Например, хирург произвел операцию на 500 больных, у 4 были осложнения, то вероятность осложнений от этой операции 40:500=0,008.

3.Выборочная вероятность – если собираются данные о числе людей с определенным признаком в определенной группе населения и изучается вероятность того, что эти числа совпадут с отношением, ожидаемым на основании какого-либо генетического закона (1:1 или 3:1 и т.д.).

Все генетические отношения выражают вероятности. У человека наследование цвета глаз определяется одной парой генов, причем карий цвет (В) доминирует над голубым (в). Если гетерозиготные кареглазые мужчина и женщина вступают в брак, то имеется 3 шанса из 4, что их ребенок будет кареглазым и 1 шанс из 4, что он будет голубоглазым. Поэтому, если данные гетерозиготные кареглазые родители уже имеют 3 кареглазых детей и ожидают 4 ребенка, то и этот четвертый имеет 3 шанса из 4 оказаться кареглазым и лишь 1 шанс из 4 – быть голубоглазым..

При решении генетических задач во избежание ошибок рекомендуется придерживаться следующих правил:

1. Записывать символы, используемые для обозначения каждого гена.

2. Выяснять генотипы родителей на основании фенотипов потомков.

3. Определить все типы гамет, которые могут дать эти генотипы.

4. Начертить «решетку», выписав слева от нее все возможные типы сперматозоидов, в сверху все возможные типы яйцеклеток.

5. Заполнить клетки решетки и определить генотипические и фенотипические отношения в потомстве.

Вероятность наступления одного или другого из двух взаимоисключающих событий равно сумме вероятностей наступления каждого из них.

Применение этих рассуждений к генетике проиллюстрировано на рис. 1.8.

Бабка и дед А ^Р А^Р А^М А^М А^Р' А^Р' А^М' А^М'

А^Р А^М А^Р' А^М'

Родители отец мать

Ребёнок

Рис.1.8. Пример применения закона вероятности к генетике, иллюстрирующий «закон умножения» независимых событий и «закон суммирования» взаимоисключающих событий

Вычислим вероятность того, что ребёнок унаследует от своего отца определённый аллель, который отец унаследовал в свою очередь от своего отца, т.е. деда ребёнка. У отца имеется два аллеля А^P и А^M, полученные им от своих отца и матери, т.е. от деда и бабки ребёнка. Он передаст своему сыну один из них. «Благоприятным» событием считается передача гена А^P, а общее число событий равно двум. Таким образом, вероятность того, что сын получит от отца тот же аллель, который его отец получил от его деда, равна ½. Вероятность того, что ребёнок получит от своего отца аллель, который отец получил от деда (А^P) и при этом получит от матери аллель, который она получила от бабки (А^M'), равна произведению вероятностей независимых наступлений этих событий, т.е. ½*1/2=1/4. Вероятность того, что ребёнок получит либо два аллеля от двух дедов А^P А^P', либо два аллеля от двух бабок А^M А^M', равна сумме их независимых вероятностей, 1/4+1/4=1/2.

Вероятность того или иного события может принимать значения от 0 до 1. Вероятность, равная 0, указывает, что событие невозможно, т.е. на его наступление нет никаких шансов. Вероятность, равная 1, представляет собой достоверность, т.е. событие наступит наверняка.

1.3.4Генотип, фенотип и их изменчивость

Генотип – это совокупность всех генов (генетическая конституция) организма, являющихся его наследственной основой. Генотип определяют как генетическую конституцию организма, выражаемую в символах, как, например, ВВ, Вв или вв.

Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма, которые выявляются в процессе индивидуального развития в данных условиях и являются результатом взаимодействия генотипа с комплексом факторов внутренней и внешней среды. Это внешнее проявление какого-либо признака, выражаемое такими словами как черный, коричневый и т.д.

Каждый биологический вид имеет свойственный ему фенотип. Он формируется в соответствии с наследственной информацией, заложенной в генах. Однако в зависимости от изменений внешней среды, состояние признаков варьирует от организма к организму, в результате чего возникают индивидуальные различия – изменчивость.

На основе изменчивости организмов появляется генетическое разнообразие форм. Различают изменчивость модификационную, или фенотипическую, и генетическую, или мутационную.

Модификационная изменчивость не вызывает изменений генотипа, она связана с реакцией данного, одного и того же генотипа на изменение внешней среды: в оптимальных условиях выявляется максимум возможностей, присущих данному генотипу. Модификационная изменчивость проявляется в количественных и качественных отклонениях от исходной нормы, которые не передаются по наследству, а носят лишь приспособительный характер, например, усиление пигментации кожи человека под действием ультрафиолетовых лучей или развитие мышечной системы под действием физических упражнений и т.д.

Степень варьирования признака у организма, то есть пределы модификационной изменчивости, называется нормой реакции. Таким образом, фенотип формируется в результате взаимодействия генотипа и факторов среды. Фенотипические признаки не передаются от родителей к потомкам, наследуется лишь норма реакции, то есть характер реагирования на изменение окружающих условий.