Evolution är processen som katalyserar genetiska förändringar inom en population av organismer. Exempelvis kan en algart ändra sina ljusabsorberande proteiner från grönt till rött för att de ska kunna trivas mer framgångsrikt i djupare vatten. Men den synliga förändringen i algegenskaper är en återspegling av en förändring i den totala frekvensen av specifika gener i befolkningen. Tekniskt sett är detta känt som allel frekvens. Så evolutionär förändring kan inte ske utan förändringar i allel frekvens medan en förändring i allel frekvens är en indikation på att utvecklingen sker.

Fenotyp och Genotyp

Fenotyp avser uppsättningen observerbar fysisk och beteendets egenskaper hos en organism. Många av dessa egenskaper är direkta uttryck av en organisms DNA, som kallas genotypen. Även om vissa fenotypelement drivs av interaktionen mellan en organisms genotyper och miljön, är en eller annan fenotyp kopplad till genotypen.

Genotypen för en specifik organism består av en uppsättning genetiska instruktioner för att bygga proteiner . Dessa instruktioner är vanligtvis en slags blandad väska. Till exempel kan en grön alga ha lite DNA som styr syntesen av röda proteiner också. Men andra gener kan stänga av den röda proteingenen, eller kanske är det bara mycket mer grönt protein som tillverkas än rött protein. Så en organism skulle kunna ha en stark grön genotyp och en svag röd genotyp.

Befolkningsgenetik

Även om utvecklingen drivs av miljöpaktionen med en enda organism kan en enda organism " t utvecklas. Det är bara arter som kan utvecklas. Så genetiker ser på den övergripande fördelningen av fenotyp och genotyp inom en population. Många olika blandningar är möjliga.

En population av gröna alger kan till exempel vara grön eftersom de bara har gener för att göra gröna proteiner. Men de kan också vara gröna eftersom de har gener för gröna proteiner och röda proteiner, men de har en annan gen som styr att röda proteiner ska brytas ner direkt efter att de har gjorts. Så den färg-protein-generande genen kan antingen vara "grön" eller "röd". De två valen heter alleler, och ett mått på artens genetiska smink är givet av allelfrekvensen bland alla organismer i arten.

Equilibrium

Tänk dig en damm, ett par fötter djupt med alger som växer hela tiden. Algerna nära ytan har gott om gult ljus att deras gröna protein absorberar bara bra. Men algerna som glider ner har inte mycket gult ljus - vattnet absorberar det gula och låt mer blåaktig tända igenom så att djupare alger behöver rött protein för att klara sig på större djup. Om du skulle prova algerna på ytan skulle de hälsosamma vara gröna, medan de hälsosammaste algerna under ytan skulle vara röda. Men algerna odlar med varandra, så procentandelen av grönt protein och röda proteiner gener skulle vara ganska stabila från generation till generation. Stabiliteten hos allelfrekvensen beskrivs av Hardy-Weinberg-principen.

Ändra

Tänk nu att det är ett år med tunga stormar. Algerna i dammen överflödar bankerna och sprider sig till närliggande dammar. En av de närliggande dammarna är mycket grund och den andra är mycket djupare. I den grunda dammen är den röda proteingenen inte till hjälp, så mer rena gröna proteinalger är framgångsrika. Det kommer att tendera att driva den röda proteingenen ur genpoolen, det vill säga det kommer att minska allelfrekvensen hos den röda proteingenen. Det motsatta kan hända i den djupa dammen. I djupt vatten är det gröna proteinet utan hjälp. Skillnaden i djupet hos de gröna och röda algerna kan driva minskningen av grön-proteingener i algpopulationen som aldrig kommer nära ytan att odla. Allelfrekvensen förändras som ett resultat av miljötrycket: utvecklingen är på jobbet.