ข้อมูล

จำนวนโครโมโซมมีวิวัฒนาการไปหลายชั่วอายุคนอย่างไร?

จำนวนโครโมโซมมีวิวัฒนาการไปหลายชั่วอายุคนอย่างไร?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ไมโทซิสเป็นกลไกที่ซับซ้อนซึ่งผ่านการกลายพันธุ์และครอสโอเวอร์ เป็นตัวกำหนดว่าโครโมโซมประกอบขึ้นอย่างไร แต่ ณ จุดนั้น จำนวนโครโมโซมถูกกำหนดไว้แล้ว: จำนวนนี้จะพัฒนาไปรุ่นต่อรุ่นได้อย่างไร? กลไกที่เกี่ยวข้องคืออะไร?


การกลายพันธุ์เป็นศัพท์ทั่วไปที่อ้างถึงการเปลี่ยนแปลงใดๆ ของลำดับนิวคลีโอไทด์ มันรวมถึงการกลายพันธุ์เล็กๆ เช่น อินเดล (การแทรกหรือการลบนิวคลีโอไทด์เดี่ยว) และการแทนที่ หรือการกลายพันธุ์ที่ใหญ่กว่า เช่น การหลอมรวมของโครโมโซม การทำซ้ำของโครโมโซมทั้งหมด การโยกย้ายแบบโรเบิร์ตโซเนียน การทำซ้ำของจีโนมทั้งหมด และการลบยีน การกลายพันธุ์ที่ใหญ่กว่าเหล่านี้บางส่วนอาจส่งผลต่อจำนวนโครโมโซม (และจำนวนที่เป็นก้อน)

การกลายพันธุ์ดังกล่าวมักเกิดจากการไม่แยกกันของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันระหว่างไมโอซิส

การกลายพันธุ์เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นอันตราย แต่บางส่วนไม่ได้เกิดขึ้น และอาจแก้ไขได้ในที่สุด (การตรึง = เข้าถึงความถี่ 1.0) ในประชากร

ตัวอย่างทั่วไปของการกลายพันธุ์ดังกล่าวในมนุษย์คือการกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดดาวน์ซินโดรม


จำนวนโครโมโซมเปลี่ยนแปลงไปตามกระบวนการวิวัฒนาการอย่างไร?

หมายเหตุ: ฉันไม่ได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับวิวัฒนาการ แค่ถามเกี่ยวกับบางสิ่งที่ฉันไม่เข้าใจเพราะฉันไม่ใช่นักชีววิทยา แต่เป็นคนธรรมดาสามัญ

สวัสดี ฉันเคยสงสัยว่าจำนวนโครโมโซมเปลี่ยนไปจากรุ่นสู่รุ่นอย่างไร สมมุติว่ามีสัตว์ที่มีโครโมโซมถึง 100 โครโมโซม และในที่สุด แต่ละคนก็เกิดมาพร้อมกับโครโมโซม 102 ตัว (ผมไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร และสัตว์นั้นควรที่จะพิการหรือไม่ ฯลฯ ?) บุคคลนี้จะเป็นอย่างไร สืบพันธุ์เว้นแต่ว่าบุคคลอื่นเกิดมาพร้อมกับ 102 แล้วทั้งคู่ควรพบกันไม่เช่นนั้นจะถือว่ามีบุตรยากเนื่องจากไม่สามารถแพร่พันธุ์กับบุคคลที่มีโครโมโซม "normal" 100 ได้! และฉันไม่แน่ใจว่าจำนวนโครโมโซมเปลี่ยนแปลงอย่างไรผ่านวิวัฒนาการอย่างที่ฉันระบุไว้ในวงเล็บด้านบน ขอบคุณ!

ฉันโพสต์สิ่งนี้ที่นี่และไม่ใช่ใน /askscience เพราะมันถูกลบสองครั้งด้วยเหตุผลบางอย่าง

ฉันจะเอาจริงเอาจังกับเรื่องนี้ แม้ว่าฉันจะอธิบายสิ่งต่างๆ ได้ไม่เก่งนักก็ตาม

วิธีที่คุณตั้งคำถามบ่งบอกว่าคุณรู้พื้นฐานอยู่แล้ว แต่ฉันจะทบทวน

เซลล์แบ่งตามไมโทซิสหรือไมโอซิส ไมโทซิสคือการแบ่งเซลล์แบบปกติ: เซลล์ที่แบ่งโดยไมโทซิสจะเรียงโครโมโซมทั้งหมดลงมาตรงกลาง จากนั้นดึงออกจากกันด้วย "fibres" ที่ติดอยู่ตรงกลางของแต่ละเซลล์ พวกมันจึงดูเหมือนเส้น x's ก่อน แล้วจึงแยกเป็น > และ < ไมโอซิสเกิดขึ้นเมื่อสิ่งเดียวกันเกิดขึ้น แต่โครโมโซมไม่ซ้ำกันก่อน เซลล์ส่วนใหญ่มีโครโมโซมสองชุด เซลล์เหล่านี้มีหนึ่งเซลล์และเรียกว่าเซลล์เพศ

เท่านี้ก็เสร็จเรียบร้อย มีวิธีหลักวิธีหนึ่งที่กระบวนการนี้สามารถทำงานผิดพลาดได้ การไม่แยก- กล่าวคือ x's ยังคงเป็น x ที่ด้านหนึ่ง (ในเซลล์ลูกสาวหนึ่ง) และไม่มีอยู่อีกด้านหนึ่ง สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในไมโทซิสและไมโอซิส และสามารถเกิดขึ้นได้กับโครโมโซมใดๆ แม้ว่าโครโมโซมบางตัวมีแนวโน้มที่จะทำเช่นนั้นมากกว่า เพื่อยกตัวอย่างให้คุณเห็น การไม่แยกออกจากกันของโครโมโซมตัวใดตัวหนึ่งส่งผลให้เกิดกลุ่มอาการดาวน์ เนื่องจากเด็กมีโครโมโซมนั้นสามชุดในทุกเซลล์แทนที่จะเป็นสองชุด ผลที่ได้จึงไม่เป็นอันตรายเสมอไป

ทีนี้มาดูเนื้อของคำถามกัน บางชนิดมีแนวโน้มที่จะไม่แยกออกมากกว่าชนิดอื่น ทำไม? เพราะมันเป็นการกลายพันธุ์ที่ไม่ได้เพาะพันธุ์ออกมานั่นเอง ทำไม? เนื่องจากสปีชีส์เหล่านี้มักเป็นพืช และสามารถผสมเกสรด้วยตนเองหรือสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ เป็นเรื่องธรรมดามากที่จะพบพืชตระกูลหนึ่งที่มีจำนวนโครโมโซมแตกต่างกันจากส่วนที่เหลือ แม้กระทั่งสำเนาของโครโมโซมทุกอันถึงสองเท่า เพียงเพราะว่ามันเกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ตัวหนึ่งที่ดำรงอยู่ได้นานพอที่จะแพร่พันธุ์ หรือ คุณสังเกตเห็นอย่างถูกต้องค้นหาสายพันธุ์อื่นเนื่องจากลูกผสมไม่ค่อยรอด

อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้หมายความว่าจะเกิดขึ้นเฉพาะในพืชเท่านั้น มันยังเกิดขึ้นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด ตัวอย่างเช่น มีลิงสายพันธุ์หนึ่งบนเกาะเอเชียที่มีโครโมโซมเป็นสองเท่า (อย่าพูดถึงฉันเลย) มากกว่าลิงสายพันธุ์ส่วนใหญ่ (ซึ่งอยู่ประมาณ 24 ตัว) สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อ สายพันธุ์มีแนวโน้มที่จะกลายพันธุ์ (เช่นในกลุ่มที่แยกจากการสืบพันธุ์) และการกลายพันธุ์ประเภทนี้เพียงพอเกิดขึ้นภายในกรอบเวลาที่กำหนดเพื่อให้การกลายพันธุ์นี้สามารถผสมพันธุ์ได้

นี่ก็เช่นกัน ถ้าจำไม่ผิด พบได้บ่อยในกบ

สำหรับคำถามสุดท้ายของคุณ ใช่ มิวแทนต์เหล่านี้มักจะใช้ไม่ได้และตายก่อนเกิด หากไม่สิ้นสุดแทบจะในทันที พวกมันมักจะผิดรูปเล็กน้อยเช่นกัน เนื่องจากเซลล์ไม่มีกลไกในการจัดการกับสิ่งที่ซ้ำกัน (ยกเว้นโครโมโซม xx) ในมนุษย์ มีเพียงคนที่มีดาวน์และมีการกลายพันธุ์ในโครโมโซมเพศเท่านั้นที่จะอยู่รอด อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์อาจเป็นประโยชน์ (เช่น การแปรผันในพืช) หรือไม่เป็นอันตรายมากพอที่จะฆ่าการกลายพันธุ์ก่อนที่มันจะแพร่พันธุ์ และด้วยเหตุนี้สปีชีส์ใหม่จึงถูกสร้างขึ้นเองตามธรรมชาติ

ถ้าคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม ฉันขอแนะนำให้คุณ google nondisjunction มีวิดีโอดีๆ สองสามวิดีโอบน Youtube ที่อธิบายแนวคิดนี้

แก้ไข: ขออภัยในการพิมพ์ผิด ฉันกำลังใช้โทรศัพท์อยู่ ขออภัยหากผิดพลาดตรงไหน ฉันเป็นปีแรกใน Biomolec


ELI5: มนุษย์มีโครโมโซม 23 คู่ แต่บรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเราไม่มี จำนวนโครโมโซมเปลี่ยนไปในหลายชั่วอายุคนอย่างไร?

การรวมตัว ในกรณีของมนุษย์และบรรพบุรุษของเราร่วมกับไพรเมตอื่นๆ ในโครโมโซมในสายเลือด 2 โครโมโซมของเราหลอมรวมเข้าด้วยกันโดยไม่ได้ตั้งใจในบางจุด ทำให้เราเปลี่ยนจากโครโมโซม 24 ตัวไปเป็น 23 โครโมโซม (โดยเฉพาะโครโมโซมที่เราระบุว่าเป็นโครโมโซมของมนุษย์ #2)

ตอนนี้มันเกิดขึ้นได้อย่างไรและเมื่อไหร่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะรู้ คุณอาจสงสัยว่าการเปลี่ยนแปลงนี้จะเผยแพร่ได้อย่างไร หลังจากที่ล่อทั้งหมดมีอยู่เพราะม้าและลามีจำนวนโครโมโซมต่างกันและสิ่งนี้นำไปสู่ลูกหลานที่ปลอดเชื้อใช่ไหม

ไม่เลย ไม่เลยจริงๆ โครโมโซมที่กลายพันธุ์เฉพาะบุคคลที่มีโครโมโซมหลอมรวมจะยังคงมียีนทั้งหมดที่มีโครโมโซมที่ยังไม่หลอมรวม แต่ม้าและลาก็ไม่เหมือนกัน บาง ของลูกหลานของการกลายพันธุ์นี้ย่อมเสียเปรียบเมื่อแพร่พันธุ์กับคนที่มีโครโมโซมที่ยังไม่หลอมละลาย เพียงแค่ดูโรคต่างๆ ที่มาพร้อมกับการทำซ้ำของโครโมโซมอื่นๆ เช่น กลุ่มอาการดาวน์ อย่างไรก็ตาม ลูกหลานบางส่วนก็จะสืบทอดโครโมโซมที่หลอมรวม เมื่อเวลาผ่านไป ยีนของโครโมโซมที่หลอมรวมอาจเข้ามาแทนที่ประชากรโดยอาศัยการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมหรือข้อได้เปรียบด้านการสืบพันธุ์ที่ไม่ทราบสาเหตุบางประการ

แก้ไข: เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ลองพิจารณาโครโมโซมบรรพบุรุษทั้งสอง A และ B.

คนปกติ (บรรพบุรุษ) จะมี 2 As และ 2 Bs ในแต่ละเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์สืบพันธุ์ (เซลล์ที่ไม่ใช่สเปิร์มหรือไข่) ตอนนี้ให้พิจารณาการกลายพันธุ์ที่มี A และ B หลอมรวมเข้าด้วยกัน นั่นไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่มี A หรือ B! บุคคลนั้นมี 1 A, 1 B และ 1 AB โปรดสังเกตว่าจำนวนข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดได้รับการเก็บรักษาไว้ ไม่มี A พิเศษหรือ B พิเศษทุกที่ ยีนของโครโมโซม A และ B ชุดเดียวถูกหลอมรวมเข้ากับโครโมโซมเดี่ยว

ทีนี้ เมื่อตัวปกติสร้างเซลล์สืบพันธุ์ มันจะมี 1 A และ 1 B

เมื่อมิวแทนท์ของเราสร้างเซลล์สืบพันธุ์ มันอาจมีผลลัพธ์ที่เป็นไปได้มากมาย:

gamete สามารถมี A และ AB

เซลล์สืบพันธุ์สามารถมี B และ AB

gamete อาจมี A และ B

gamete อาจมี AB

เหตุใด gamete จึงสามารถเปิดออกในลักษณะเหล่านี้ได้ค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นสำหรับ ELI5 คุณเพียงแค่ต้องเชื่อคำพูดของฉัน

ตอนนี้เมื่อทำซ้ำกับปกติ สองอย่างแรกคือไม่ดีเช่น A/B + A/AB = 3A 2B ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรมจาก A

โอกาสที่ 3 ก็ได้ แล้วแต่จะมีผลให้ลูกปกติ

ความเป็นไปได้ประการที่สี่คือ อีกด้วย ได้ และสิ่งที่นำไปสู่การหลอมรวมแพร่กระจาย ลองคิดดู มิวแทนต์มี 1 A, 1 B และ 1 AB และลูกหลานนี้จะได้รับ 1 A จากปกติ, 1 B จากปกติ และ 1 AB จากมิวแทนต์ ทำให้เกิดชุดค่าผสมเดียวกัน

ตอนนี้คำถาม: คุณจะกำจัด 1 A และ 1 B ส่วนเกินได้อย่างไร ต่อไป ถ้าคุณมีบรรพบุรุษสองคนของมิวแทนต์ดั้งเดิมที่สร้าง gamete ประเภทที่สี่ AB จะเชื่อมต่อกับ AB ให้คุณ 2 AB และโครโมโซมมนุษย์ 2 สมัยใหม่

สันนิษฐานว่าเมื่อเวลาผ่านไปประชากร 1 A, 1B, 1 AB ตายไปโดยเหลือเพียงประชากร AB 2 ตัวของ hominids


ประเภทของการสืบพันธุ์

สิ่งมีชีวิตขยายพันธุ์ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธีทั่วไป: แบบไม่อาศัยเพศหรือทางเพศสัมพันธ์ ใน การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ บุคคล (เช่น แบคทีเรีย ไฮดรา) ผลิตลูกหลานที่เหมือนกันทางพันธุกรรมเรียกว่า โคลน. ตัวอย่างเช่น พืชจำนวนมากสามารถโคลนได้โดยการขยายพันธุ์ของรากและกิ่งก้าน


การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ - การแยกตัวแบบไบนารีในแบคทีเรีย (คลิกที่ภาพเพื่อดูภาพขยาย)

บางครั้งการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตเพราะโดยทั่วไปแล้วจะรวดเร็วและต้องการพลังงานน้อยกว่า ข้อเสียที่สำคัญของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศคือลูกหลานมีพันธุกรรมเหมือนกันกับพ่อแม่ และการขาดความแปรปรวนทางพันธุกรรมนี้อาจส่งผลเสียหากสภาวะต่างๆ เปลี่ยนไปและความหลากหลายทางพันธุกรรมกลายเป็นสิ่งมีค่า สถานการณ์นี้อาจเกิดขึ้นพร้อมกับมีโรคหรือสัตว์กินเนื้อชนิดใหม่เข้ามา สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง หรือปัจจัยอื่นๆ

ใน การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สารพันธุกรรมจากพ่อแม่สองคนรวมกันเพื่อสร้างลูกหลานที่มีความแตกต่างทางพันธุกรรมจากพ่อแม่ของพวกเขา (และแตกต่างจากพี่น้องคนอื่น ๆ ที่เกิดจากพ่อแม่เดียวกัน) แม้ว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะต้องการพลังงานและเวลามากกว่าการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ แต่การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศทำให้ลูกหลานมีลักษณะทางพันธุกรรมที่ไม่เหมือนใครซึ่งอาจให้ข้อได้เปรียบในการเลือกในสภาพแวดล้อมที่คาดเดาไม่ได้ กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าความผันแปรทางพันธุกรรมนี้ยังคงอยู่ในการตรวจสอบพฤติกรรมของโครโมโซมในระหว่างการมีเพศสัมพันธ์ วงจรชีวิต.

ในสิ่งมีชีวิตจำนวนมาก เราจะหารือกัน การแลกเปลี่ยน (หรือการรวมตัวใหม่) ของข้อมูลทางพันธุกรรมนั้นมีความผูกพันกับการสืบพันธุ์ ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมสิ่งมีชีวิตดังกล่าวจึงมีลักษณะเป็นการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ อย่างไรก็ตาม การแลกเปลี่ยน (หรือการรวมตัวใหม่) ของข้อมูลทางพันธุกรรมไม่ได้เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์เสมอไป ตัวอย่างเช่น การผันคำกริยาในแบคทีเรียสามารถมาพร้อมกับการแลกเปลี่ยนสั้นๆ ของสารพันธุกรรมโดยไม่มีการแบ่งตัว ดังนั้น แบคทีเรียสามารถมีส่วนร่วมในรูปแบบของเพศ (กล่าวคือ การแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม) ที่เรียกว่าการผันคำกริยาและยังได้รับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (การแยกตัวแบบไบนารี) เพศและการสืบพันธุ์ไม่ได้เชื่อมโยงกันเสมอไป


จำนวนโครโมโซมมีวิวัฒนาการไปหลายชั่วอายุคนอย่างไร? - ชีววิทยา

ในโพสต์ล่าสุดของฉัน ฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับจำนวนจีโนม (ออโตโซม) ของคุณที่คุณได้รับจากบรรพบุรุษโดยเฉพาะ [1,2] ในแผนภูมิด้านล่าง ฉันแสดงแผนภูมิต้นไม้ครอบครัวที่แผ่ออกมาจากบุคคลหนึ่ง แต่ละชั้นที่ต่อเนื่องกันแสดงให้เห็นบรรพบุรุษของแต่ละคนในยุค 8217 พ่อแม่ปู่ย่าตายายปู่ย่าตายายและอื่น ๆ (สีแดงสำหรับเพศหญิง สีฟ้าสำหรับผู้ชาย)


แต่ละรุ่นมีจำนวนบรรพบุรุษเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า จนกว่าคุณจะสืบเชื้อสายมาจากคนจำนวนมาก (เช่น ย้อนกลับไป 20 รุ่น คุณมีบรรพบุรุษ 1 ล้านคน) นั่นเอง
เป็นไปได้มากว่าบางคนในตอนนั้นเป็นบรรพบุรุษของคุณหลายครั้ง จำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมของคุณเพิ่มขึ้นเร็วแค่ไหน เช่น บรรพบุรุษเหล่านั้นที่ส่งสารพันธุกรรมให้คุณ?

แต่ละรุ่นที่เราย้อนกลับไปนั้นคาดว่าจะลดปริมาณสารพันธุกรรม autosomal ที่บรรพบุรุษมอบให้คุณครึ่งหนึ่ง เนื่องจากวัสดุนี้สืบทอดเป็นชิ้น ๆ เราต้องกลับไปเท่านั้น

9 ชั่วอายุคน จนกระทั่งค่อนข้างเป็นไปได้ที่บรรพบุรุษที่เจาะจงมีส่วนทำให้เนื้อหา autosomal ของคุณเป็นศูนย์ (ดูโพสต์ก่อนหน้า) กระบวนการนี้เป็นการสุ่มโดยเนื้อแท้ เนื่องจากกระบวนการรวมตัวกันใหม่ (การแยกโครโมโซมออกเป็นชิ้นๆ) และการส่งสัญญาณเป็นชุดเหตุการณ์แบบสุ่ม เพื่อให้เกิดสัญชาตญาณมากขึ้น และเพื่อแสดงธรรมชาติของการสุ่ม ฉันคิดว่าฉันได้ตั้งค่าการจำลอง ของกระบวนการทางพันธุกรรมที่สืบทอดมาในอดีต

ด้านล่างฉันแสดงพล็อตเดียวกันกับด้านบน (ย้อนกลับไป 11 รุ่น) แต่ตอนนี้บรรพบุรุษที่ไม่มีส่วน (autosomal) ของสารพันธุกรรมเป็นสีขาว (ฉันให้ % ของบรรพบุรุษที่มีส่วนร่วมเป็นศูนย์ด้านล่าง) ฉันยังต้องการแสดงให้เห็นว่าการมีส่วนร่วมของสารพันธุกรรม (autosomal) นั้นแปรผันอย่างไรข้ามบรรพบุรุษในรุ่นใดรุ่นหนึ่ง ดังนั้นฉันจึงเปลี่ยนสีของบรรพบุรุษเพื่อแสดงให้เห็นว่าพวกเขามีส่วนในจีโนมส่วนใด ในการเลือกมาตราส่วน ฉันแบ่งเศษส่วนนั้นออกด้วยการมีส่วนร่วมสูงสุดของบรรพบุรุษในรุ่นนั้น เพื่อให้บุคคลที่มีส่วนร่วมมากที่สุดคือเฉดสีที่มืดที่สุด ด้านล่างรูปฉันให้ช่วง % การมีส่วนร่วมกับบุคคลนี้และค่าเฉลี่ย (ซึ่งตาม 0.5 k )

มันค่อนข้างสนุกที่จะติดตามสาขาใดสาขาหนึ่งกลับมาและเห็นการเปลี่ยนแปลงของสาขาเมื่อเวลาผ่านไป ตัวเลขเหล่านี้ได้รับแรงบันดาลใจจากสิ่งที่ฉันพบในบล็อกลำดับวงศ์ตระกูลทางพันธุกรรม ฉันไม่แน่ใจว่ามันสร้างมันขึ้นมาได้อย่างไร และพวกมันมีไว้เพื่อเป็นตัวอย่างเท่านั้น ฉันสร้างสคริปต์เพื่อทำการจำลองและพล็อตใน R ฉันจะโพสต์สคริปต์เหล่านี้ไปที่ GitHub ในไม่ช้า

เพื่อให้เข้าใจว่ากระบวนการนี้มีความแปรปรวนมากน้อยเพียงใด ต่อไปนี้เป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง

จากสิ่งเหล่านี้ เป็นที่ชัดเจนว่าจำนวนบรรพบุรุษของคุณเพิ่มขึ้น แต่ไม่มีที่ไหนที่ใกล้จะเร็วเท่ากับจำนวนบรรพบุรุษลำดับวงศ์ตระกูลของคุณ เพื่อแสดงสิ่งนี้ ฉันได้ค่าประมาณง่ายๆ กับจำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมในรุ่นต่อรุ่น (ฉันให้รายละเอียดด้านล่าง) เมื่อใช้การประมาณนี้ ฉันได้จำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมและลำดับวงศ์ตระกูล ในรุ่นใดรุ่นหนึ่ง ย้อนหลังไปกว่า 20 รุ่น:

จำนวนบรรพบุรุษของคุณในยุค k กำลังเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ (ฉันครอบตัดตัวเลขเพราะไม่อย่างนั้นมันดูงี่เง่า) จำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมของคุณในตอนแรกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเท่ากับจำนวนบรรพบุรุษในลำดับวงศ์ตระกูลของคุณ เนื่องจากเป็นไปได้มากที่บรรพบุรุษรุ่นหลังเพียงไม่กี่รุ่นก็เป็นบรรพบุรุษทางพันธุกรรมเช่นกัน หลังจากผ่านไปอีกสองสามรุ่น จำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมของคุณเริ่มช้าลงอัตราการเติบโต ในขณะที่จำนวนบรรพบุรุษลำดับวงศ์ตระกูลเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วน้อยลงเรื่อยๆ เป็นบรรพบุรุษทางพันธุกรรม ในที่สุดจำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมของคุณก็ตกลงสู่การเติบโตแบบเส้นตรงตลอดชั่วอายุคน อย่างน้อยก็ในช่วงเวลาที่นี่ โดยจำนวนบรรพบุรุษของคุณในรุ่น k นั้นประมาณ 2*(22+33*(k-1))

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์นี้ ฉันได้คำนวณคร่าวๆ ถ้าเราย้อนกลับไป k รุ่น ออโตโซมที่คุณได้รับจาก (พูด) แม่ของคุณจะถูกแบ่งออกเป็นส่วน ๆ (22+33*(k-1)) โดยประมาณซึ่งกระจายไปตามบรรพบุรุษในรุ่น k (คุณมี 22 ออโตโซม โดยมีเหตุการณ์รวมตัวกันใหม่ประมาณ 33 ครั้งต่อรุ่น) หากเราย้อนกลับไปไกลพอที่บรรพบุรุษแต่ละคนคาดว่าจะมีส่วนร่วมมากที่สุด 1 บล็อก ดังนั้นคุณจึงมีประมาณ 2*(22+33*(k-1)) (จากพ่อแม่ของคุณ)

เพื่อพัฒนาสิ่งนี้ให้มากขึ้น พิจารณาข้อเท็จจริงที่ว่า k generations back คุณมี 2 (k-1) บรรพบุรุษ k generations ย้อนหลัง (พูด) ด้านแม่ของคุณ’s คุณคาดว่าจะได้รับมรดก (22+33*(k-1)) /2 (k-1) ชิ้นจากบรรพบุรุษแต่ละคน เราสามารถประมาณการกระจายของจำนวนชิ้นที่คุณได้รับจากบรรพบุรุษเฉพาะโดยการแจกแจงแบบปัวซองด้วยค่าเฉลี่ยนี้* ดังนั้นความน่าจะเป็นที่คุณจะได้รับค่าศูนย์ของจีโนมออโตโซมของคุณจากบรรพบุรุษนั้นมีค่าประมาณ exp(-(22+33*(k-1))/2 (k-1) ) การประมาณนี้ดูเหมือนจะทำงานได้ดี และตรงกับการจำลองของฉัน:

ดังนั้นเมื่อใช้สิ่งนี้ เราสามารถเขียนจำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมที่คุณคาดหวังเป็น 2 k *(1- exp(-(22+33*(k-1))/2 (k-1) )) เนื่องจากคุณมีบรรพบุรุษ 2 k ตัว ส่งสารพันธุกรรมให้คุณด้วยความน่าจะเป็นหนึ่งลบความน่าจะเป็นที่เราเพิ่งได้รับ เมื่อเราย้อนกลับไปไกลพอสมควร exp(-(22+33*(k-1))/2 (k-1) ) ≈ 1- (22+33*(k-1))/2 (k-1) , ดังนั้นจำนวนบรรพบุรุษของคุณในรุ่น k จึงเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเป็น 2*(22+33*(k-1)) นี่เป็นการประมาณการในขณะที่การจำลองของฉันสมเหตุสมผล “exact” (โดยที่พวกเขาใช้ข้อมูลการรวมตัวใหม่จริง) เราจะได้รับคำตอบเชิงวิเคราะห์ที่เข้มงวด (แม้ว่าจะไม่สนใจการรบกวน) แต่การคำนวณนั้นค่อนข้างเกี่ยวข้อง (ดู Donnelly 1983)

จำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมของคุณจะไม่เติบโตเป็นเส้นตรงตลอดไป หากเราย้อนกลับไปมากพอ บรรพบุรุษทางพันธุกรรมของคุณจะมีจำนวนมากเพียงพอ โดยเรียงตามขนาดของประชากรที่คุณสืบเชื้อสายมาจาก ว่ามันจะไม่เติบโตเนื่องจากคุณจะสืบทอดสารพันธุกรรมที่ต่างกันจากบุคคลกลุ่มเดียวกัน หลายต่อหลายครั้ง ณ จุดนี้จำนวนบรรพบุรุษของคุณจะเริ่มที่ราบสูง แท้จริงแล้วเมื่อเราย้อนกลับไปได้ไกลพอ จำนวนบรรพบุรุษทางพันธุกรรมของคุณจะเริ่มหดตัวเมื่อประชากรมนุษย์เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป ฉันจะกลับมาที่นี่ในโพสต์อื่น

* ไม่เป็นไรถ้า k มีขนาดใหญ่พอ ฉันสามารถอธิบายสิ่งนี้ได้ในความคิดเห็นหากคนชอบ การประมาณนี้มาจากคนจำนวนมาก เช่น Huff และคณะ ในการประเมินความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างบุคคล

โพสต์นี้ได้รับแรงบันดาลใจจากโพสต์ดีๆ ของลุค โจสตินส์ (ย้อนกลับไปในปี 2552) ฉันคิดว่ามีข้อผิดพลาดบางอย่างในรหัสของลุค ฉันได้พูดคุยกับลุคแล้ว และเขาได้แนบข้อความไปยังโพสต์เก่าที่ชี้ผู้คนที่นี่


การศึกษาโครโมโซมแมลงวันผลไม้ช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการและภาวะเจริญพันธุ์

การขยายพันธุ์ของสัตว์ทุกชนิดบนโลกใบนี้เป็นผลมาจากกิจกรรมทางเพศระหว่างตัวผู้และตัวเมียในสายพันธุ์ที่กำหนด แต่สิ่งต่าง ๆ เป็นเช่นนี้ได้อย่างไร? ทำไมสองเพศแทนที่จะเป็นหนึ่ง? เหตุใดสเปิร์มจึงจำเป็นต่อการสืบพันธุ์และมีวิวัฒนาการอย่างไร?

ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขเหล่านี้ทำให้ Timothy Karr นักพันธุศาสตร์พัฒนาการและนักชีววิทยาวิวัฒนาการที่สถาบัน Biodesign ของมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาหลงใหล เพื่อสำรวจพวกเขา เขาใช้แมลงวันผลไม้ทั่วไป แมลงหวี่ melanogaster - สิ่งมีชีวิตที่จัดหาข้อมูลทางพันธุกรรมจำนวนมหาศาลให้กับวิทยาศาสตร์

"งานวิจัยของฉันมุ่งเน้นไปที่วิวัฒนาการของเพศและการทำงานของเซลล์สืบพันธุ์" คาร์กล่าว "ฉันเน้นที่ด้านอสุจิของสมการทางเพศเป็นหลัก ฉันสนใจว่าพวกมันมีที่มาอย่างไรและพวกมันถูกรักษาไว้อย่างไรในประชากร"

การศึกษาปัจจุบันของ Karr ร่วมกับนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยชิคาโก เพิ่งปรากฏในวารสาร บีเอ็มซี ชีววิทยา. การศึกษาจะตรวจสอบเอกสารฉบับก่อนหน้านี้ที่วิเคราะห์โครโมโซมเพศของแมลงวันผลไม้ระหว่างการสร้างอสุจิ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ผลิตอสุจิที่โตเต็มที่จากเซลล์สืบพันธุ์

ในขณะที่บทความที่แล้ว โดย Lyudmila M Mikhaylova และ Dmitry I Nurminsky ได้โต้แย้งกับการปิดเสียงของยีนที่เกี่ยวข้องกับเพศในโครโมโซม X ใน แมลงหวี่ ระหว่างไมโอซิส - กระบวนการที่เรียกว่า Meiotic Sex Chromosome Inactivation (MSCI) - การวิเคราะห์ใหม่ที่นำเสนอโดย Karr ชี้ให้เห็นว่า MSCI กำลังเกิดขึ้นจริง

งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงวิวัฒนาการของโครงสร้างและหน้าที่ของตัวอสุจิผ่านการวิเคราะห์ แมลงหวี่ ยีนและผลิตภัณฑ์ยีน อย่างที่ Karr อธิบาย การวิจัยก็มีนัยสำคัญสำหรับมนุษย์เช่นกัน: "ด้านชีวการแพทย์ที่ตรงกว่าคือเมื่อเราเรียนรู้เกี่ยวกับการทำงานของยีนที่เข้ารหัสโปรตีนใน แมลงหวี่ สเปิร์ม เราสามารถเห็นได้ทันทีว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างยีนเหล่านี้กับหน้าที่ของพวกมัน และปัญหาที่ทราบเกี่ยวกับภาวะเจริญพันธุ์ในมนุษย์หรือไม่”

บางทีอาจไม่มีสิ่งมีชีวิตแบบจำลองอื่นใดที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับพันธุศาสตร์ของมนุษย์ได้มากไปกว่าแมลงวันผลไม้ตัวจิ๋ว แมลงหวี่ เมลาโนกัสเตอร์ ในปี 1906 Thomas Hunt Morgan แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบียเริ่มทำงาน ง. melanogaster, (หนึ่งในกว่า 1,500 สายพันธุ์ที่มีอยู่ใน แมลงหวี่ สกุล) ใช้ประโยชน์จากความง่ายในการผสมพันธุ์ของสปีชีส์ การสร้างเวลาที่รวดเร็ว และความสามารถในการผลิตการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมโดยทันทีเพื่อการศึกษา ความพยายามของมอร์แกนกับ แมลงหวี่ นำไปสู่การระบุโครโมโซมว่าเป็นพาหะของยีน และทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ในปี 1933

แมลงหวี่ มีสีเหลืองน้ำตาลมีตาสีแดงและมีวงแหวนสีดำขวางตามท้อง ตัวเมียมีความยาวประมาณ 2.5 มม. ในขณะที่ตัวผู้มีขนาดเล็กกว่าเล็กน้อยและอาจระบุได้ง่ายด้วยสีเข้มกว่า

สิ่งสำคัญที่สุดคือ ความคล้ายคลึงกันในระบบพันธุกรรมของแมลงวันผลไม้และสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตอื่นๆ รวมทั้งมนุษย์ ทำให้สิ่งมีชีวิตแบบจำลองเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งต่อการศึกษากระบวนการทางพันธุกรรมทั่วไป รวมถึงการถอดความและการแปล

ประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์ของยีนโรคในมนุษย์ที่รู้จักมีความสัมพันธ์ที่รับรู้ได้ในจีโนมแมลงวันผลไม้ และ 50 เปอร์เซ็นต์ของลำดับโปรตีนจากแมลงวันมีโฮโมล็อกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (จีโนมที่สมบูรณ์ของ ง. melanogaster แล้วเสร็จในปี 2543)

โครโมโซม: คลังเก็บพันธุกรรม

มนุษย์มีโครโมโซม 23 คู่ หรือ 46 โครโมโซม ในจำนวนนี้มี 44 ตัวที่รู้จักกันในชื่อออโตโซมและประกอบด้วยโครโมโซมคู่ที่เข้าคู่กันซึ่งเรียกว่าโครโมโซมคล้ายคลึงกัน โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันแต่ละโครโมโซมมียีนชุดเดียวกันในตำแหน่งเดียวกันตามโครโมโซม แม้ว่าอาจปรากฏในอัลลีลที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจส่งผลต่อการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม

อย่างไรก็ตาม การศึกษาในปัจจุบันไม่ได้มุ่งเน้นที่ออโตโซม แต่เน้นไปที่โครโมโซมคู่ที่เหลือซึ่งเรียกว่าโครโมโซมเพศ ตัวเมียมีโครโมโซม X สองอันซึ่งมีความคล้ายคลึงกันเช่นเดียวกับในกรณีของออโตโซม ในทางตรงกันข้าม ผู้ชายจะถูกระบุว่ามีโครโมโซม X หนึ่งอัน และโครโมโซม Y หนึ่งอัน (เล็กกว่ามาก)

ในขณะที่แมลงหวี่มีโครโมโซมทั้งหมด 4 โครโมโซม แต่ก็แสดงพฟิสซึ่มทางเพศเช่นกันโดยที่ตัวเมียมีโครโมโซม X สองเท่าและผู้ชายที่มี XY โครโมโซม X สองตัวในแมลงวันผลไม้เพศเมีย เหมือนกับในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ทำให้พวกมันมีเพศแบบโฮโมไซกัสเมื่อเทียบกับสภาวะ XY ในเพศผู้ที่เรียกว่าเฮเทอโรไซกัส

Karr ตั้งข้อสังเกตว่า "องค์ประกอบของโครโมโซมเพศมีแง่มุมบางอย่างที่ทำให้นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการรู้สึกทึ่งมาเป็นเวลานาน ปัญหาดังกล่าวประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการลดจำนวนหรือระดับการแสดงออกของยีนที่เชื่อมโยงกับเพศบนโครโมโซม X ในระหว่างการสร้างอสุจิอย่างชัดเจน เป็นที่เชื่อกันว่าการลดหรือการทำให้ยีนในโครโมโซม X ลดลงอาจมีนัยสำคัญต่อการวิวัฒนาการของโครโมโซมเพศ

ในระหว่างการพัฒนาเซลล์สเปิร์มแบบ meiotic ธรรมชาติพยายามชดเชยความจริงที่ว่าเพศหญิงมีโครโมโซม X สองตัว ดังนั้นจึงมีความได้เปรียบด้านตัวเลขในแง่ของยีนเมื่อเปรียบเทียบกับเพศชาย เพื่อเอาชนะอคติสำหรับยีนที่เชื่อมโยงกับ X เพศหญิง โครโมโซม X ได้รับการปิดการใช้งานระหว่างการสร้างความแตกต่างทางเพศแบบ meiotic ของ gametes เพศชาย ส่งผลให้ยีนที่จำเพาะเจาะจงเพศด้อยกว่าบนโครโมโซม X ยีนเหล่านี้บางส่วน ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ต่อผู้ชาย จะถูกย้ายจากโครโมโซม X ไปยังออโตโซม ซึ่งอาจแสดงออกได้

การย้ายยีนลำเอียงของผู้ชายไปยังออโตโซมอาจเนื่องมาจากความได้เปรียบในการเลือกยีนที่เอื้ออำนวยต่อการเคลื่อนตัวออกจากโครโมโซม X และดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงไม่ให้ X-inactivation ระหว่างไมโอซิส อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีดังกล่าวยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ เนื่องจากการวิเคราะห์ทางสถิติใช้เพื่อประเมินความถี่ของยีนและระดับการแสดงออก ทำให้การจัดหมวดหมู่ยีนที่เหมาะสมมีความท้าทายเป็นพิเศษ Karr กล่าวว่า "ข้อมูลที่เราสร้างและสร้างขึ้นเพื่อสนับสนุนความคิดและสมมติฐานของเรานั้นยุ่งเหยิง "เสียงดังกล่าวมีอยู่ในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ"

นอกเหนือจากกระแสข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการของโครโมโซมอย่างต่อเนื่อง แมลงหวี่ ถูกใช้เป็นแบบอย่างทางพันธุกรรมสำหรับโรคต่างๆ ของมนุษย์ เช่น อัลไซเมอร์ ความผิดปกติของระบบประสาท โรคพาร์กินสัน ฮันติงตัน ตลอดจนขยายความรู้เกี่ยวกับกลไกพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับความชรา ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ภูมิคุ้มกัน โรคเบาหวาน และมะเร็ง


สารบัญ

การหมุนเวียนของรุ่นเป็นแนวคิดที่สำคัญในวิวัฒนาการของพืช [2] พืชบกทั้งหมดมีการหมุนเวียนของรุ่น

ในมอสและญาติของพวกมัน (ไบรโอไฟต์) แกมีโทไฟต์เดี่ยวเป็นรุ่นที่โดดเด่น และสปอโรไฟต์แบบดิพลอยด์คือก้านที่มีสปอแรนเจียมซึ่งเติบโตจากไฟโตไฟต์ ในเฟิร์น สปอโรไฟต์ดิพลอยด์มีขนาดใหญ่กว่ามาก แต่เซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวยังเป็นพืชขนาดเล็กที่สามารถเติบโตได้เป็นเวลานาน

สำหรับไม้ดอก (พืชชั้นสูง) การสร้างสปอโรไฟต์นั้นเกือบจะเป็นวงจรชีวิตทั้งหมด (พืชสีเขียว ราก เป็นต้น) ยกเว้นโครงสร้างการสืบพันธุ์ขนาดเล็ก (ละอองเรณูและออวุล)

สปอโรไฟต์สร้างสปอร์ (จึงเป็นชื่อ) โดยไมโอซิส สิ่งเหล่านี้พัฒนาเป็นไฟโตไฟต์ ทั้งสปอร์และไฟโตไฟต์ที่เกิดนั้นเป็นเดี่ยว ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีโครโมโซมจำนวนครึ่งหนึ่ง ต่อมาไฟโตไฟที่โตเต็มที่จะสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรือตัวเมีย (หรือทั้งสองอย่าง) โดยไมโทซิส การรวมตัวของ gametes ตัวผู้และตัวเมีย (การปฏิสนธิ) ทำให้เกิดไซโกตซ้ำซึ่งพัฒนาเป็นสปอโรไฟต์ใหม่ นี่คือวัฏจักรที่เรียกว่าการสลับกันของรุ่นหรือการสลับเฟส

เป็นปัจจัยในวิวัฒนาการของพืช Edit

ในงานแลนด์มาร์ค ความแปรปรวนและวิวัฒนาการของพืช, Stebbins กล่าวถึงการสลับกันของรุ่นที่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการโดยรวมของพืช เขาเริ่ม:

"ความแตกต่างที่เด่นชัดที่สุดระหว่างวัฏจักรทางเพศของสัตว์กับที่พบในพืชก็คือ ยกเว้นโปรโตซัวบางตัว [3] สัตว์จะเกิดซ้ำในทุกขั้นตอน ในขณะที่พืชเกือบทั้งหมดมีระยะเดี่ยวที่มีระยะเวลามากหรือน้อย นอกจากนี้ ลำดับของประเภทการสลับกันของรุ่น เป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่รู้จักกันดีที่สุดของวิวัฒนาการของพืช รุ่นดิพลอยด์มีวิวัฒนาการอย่างอิสระหลายครั้งอย่างไม่ต้องสงสัย" [4]

"สภาวะดิพลอยด์ทำให้เกิดความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นเพราะทำให้สภาพของการครอบงำทางพันธุกรรมและความถดถอยเป็นไปได้ ในตัวสิ่งมีชีวิตเดี่ยว การกลายพันธุ์ใหม่ทุกครั้งจะสัมผัสกับการกระทำของการคัดเลือกทันที ในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตแบบดิพลอยด์แต่ละตัวใหม่ การกลายพันธุ์เกิดขึ้นเป็น heterozygote และหากถอยกลับจะถูกปกป้องจากการเลือก" [5]

ประเด็นก็คือ ในดิพลอยด์ อัลลีลใหม่ได้รับการปกป้องและ (รวม) พวกมันเป็นแหล่งกักเก็บความผันแปรที่อาจเกิดขึ้นในประชากร

แก้ไขสาหร่าย

สาหร่ายส่วนใหญ่มีเซลล์ไฟโตไฟต์ที่โดดเด่น แต่ในบางสปีชีส์ ไฟโตไฟต์และสปอโรไฟต์มีลักษณะคล้ายกัน (ไอโซมอร์ฟิค)

ไบรโอไฟต์แก้ไข

ไบรโอไฟต์ (มอส ลิเวอร์เวิร์ต และฮอร์นเวิร์ต) มีระยะไฟโตไฟต์ที่โดดเด่น ซึ่งสปอโรไฟต์ที่โตเต็มวัยจะขึ้นอยู่กับไฟโตไฟต์สำหรับโภชนาการ สปอโรไฟต์พัฒนาจากไซโกตภายในอวัยวะเพศหญิง ดังนั้นการพัฒนาในระยะแรกจึงได้รับการหล่อเลี้ยงโดยไฟโตไฟต์

พืชหลอดเลือด Edit

สปอโรไฟต์อิสระเป็นรูปแบบที่โดดเด่นในมอสคลับ หางม้า เฟิร์น ยิมโนสเปิร์ม และพืชสกุลแองจิโอสเปิร์ม (ไม้ดอก) ที่รอดชีวิตมาจนถึงปัจจุบัน

วิวัฒนาการก่อนหน้า Edit

พืชบกในยุคแรกๆ มีสปอโรไฟต์ที่สร้างสปอร์เหมือนกัน โดยจะมีลักษณะเหมือนกันกับเพศใดก็ตามที่พัฒนาเป็น บรรพบุรุษของต้นยิมโนสเปิร์มได้วิวัฒนาการวัฏจักรชีวิตต่างเพศที่ซับซ้อน: สปอร์ที่ผลิตไฟโตไฟต์เพศผู้และเพศเมียมีขนาดต่างกัน ผู้หญิง megaspores มีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่กว่าและมีจำนวนน้อยกว่าผู้ชาย ไมโครสปอร์.

ในช่วงดีโวเนียน กลุ่มพืชหลายกลุ่มมีวิวัฒนาการอย่างอิสระ heterospory และหลังจากนั้น เอนโดสปอร์ซึ่งเก็บสปอร์เดี่ยวไว้ในสปอรังเจียของสปอโรไฟต์หลัก megaspores เอนโดสปอร์เหล่านี้มีเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงหลายเซลล์ขนาดเล็กที่มีอวัยวะเพศหญิงและเซลล์ไข่ ไข่ได้รับการปฏิสนธิโดยสเปิร์มที่ว่ายน้ำอย่างอิสระซึ่งผลิตโดยเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้จิ๋วที่เกิดจากลมในรูปของละอองเรณู

ไซโกตที่เป็นผลลัพธ์ได้พัฒนาไปสู่รุ่นสปอโรไฟต์รุ่นต่อไป ในขณะที่ยังคงอยู่ภายในสปอร์เพศเมียขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวในสปอรังเกียมของสปอโรไฟต์หลัก วิวัฒนาการของ heterospory และ endospory เป็นขั้นตอนแรกสุดในการวิวัฒนาการของเมล็ดพันธุ์ที่ผลิตโดย gymnosperms และ angiosperms [6] [7] [8]

Chromalveolata บางชนิด เชื้อราบางชนิด และราเมือกบางชนิดมีสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นการสลับสับเปลี่ยนกันอย่างแท้จริงจากรุ่นสู่รุ่น กลุ่มเหล่านี้รวมถึงประเภทต่าง ๆ มากมายที่ยากที่จะบอกว่าปรากฏการณ์นี้เป็นอย่างไร แน่นอนว่าราเมือกไม่ใช่กลุ่ม monophyletic และนั่นอาจเป็นจริงสำหรับอีกสองกลุ่ม


ขั้นตอนแรกในอัลกอริธึมทางพันธุกรรมคือการเริ่มต้นประชากร ในขั้นตอนนี้ เราต้องกำหนดจำนวนประชากรและความยาวของโครโมโซมที่จะใช้ สำหรับการกำหนดจำนวนประชากรนั้นไม่มีข้อกำหนดสำหรับจำนวนเงิน จำนวนประชากรที่มากขึ้นจะทำให้เกิดการแก้ปัญหาที่หลากหลายมากขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความเป็นไปได้ในการบรรลุแนวทางแก้ไขที่ดีที่สุด

การกำหนดความยาวของโครโมโซมมักจะถูกปรับให้เข้ากับเคสที่กำลังจัดการ ตัวอย่างเช่น ถ้าในกรณีของการเพิ่มสูงสุดของฟังก์ชัน f(x,y) = 5 * x — 10 * y ความยาวของโครโมโซมจะเป็นสองเท่า เพราะมีตัวแปรสองตัวคือ x และ y ที่เราจะหา . อีกตัวอย่างหนึ่งคือถ้ากรณีคือ ปัญหาพนักงานขายเดินทาง (TSP) จากนั้นความยาวของโครโมโซมจะถูกปรับตามจำนวนสถานที่ที่จะไปเยี่ยมชม

นอกจากนี้ เรายังต้องพิจารณาถึงการเป็นตัวแทนของโครโมโซมที่จะใช้ มีการแทนค่าที่ใช้กันทั่วไป เช่น เลขฐานสอง เลขจำนวนเต็ม เลขทศนิยม และการเรียงสับเปลี่ยน การพิจารณาเป็นตัวแทนจะปรับเป็นกรณีที่ต้องแก้ไข

นอกจากนี้เรายังต้องกำหนดเมื่อกระบวนการอัลกอริทึมทางพันธุกรรมนี้หยุดลง มี 2 ​​วิธีที่ใช้กันทั่วไป วิธีแรกคือการกำหนดเกณฑ์ของค่าฟิตเนส วิธีที่สองคือการกำหนดจำนวนรุ่น

นอกจากนี้ เราต้องกำหนดค่าของความน่าจะเป็นแบบครอสโอเวอร์และความน่าจะเป็นของการกลายพันธุ์ด้วย ด้วยเหตุนี้จึงจะมีการอธิบายเพิ่มเติมพร้อมกับกระบวนการ


หน้าที่ของไฟโตไฟต์

พืช Gametophyte ผลิตเซลล์เพศที่เรียกว่า "สเปิร์ม" และ "ไข่" ในพืชบก - เพื่อให้เชื้อสายของพวกมันได้รับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีประโยชน์หลายอย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้ว เนื่องจากความสามารถในการรวมลักษณะทางพันธุกรรมจากบุคคลสองคนส่งผลให้เกิดการผสมผสานลักษณะต่างๆ ภายในประชากรที่หลากหลาย

ความหลากหลายนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการต้านทานโรคและความสามารถในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม

สำหรับตัวอย่างที่เป็นประโยชน์ของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ อย่ามองข้ามความอดอยากของมันฝรั่งไอริช

ในไอร์แลนด์ในช่วงที่เกิดความอดอยาก พืชมันฝรั่งซึ่งขยายพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศได้เติบโตมาหลายปีแล้วและได้แผ่ขยายไปทั่วเกาะต่างๆ นั่นหมายความว่าพืชผลที่เลี้ยงชาวไอริชล้วนมีพันธุกรรมเหมือนกันทุกประการ โดยมีการผลิตแบบไม่อาศัยเพศจากประชากรผู้ปกครองกลุ่มเล็กๆ

เมื่อโรคใหม่เกิดขึ้นกับมันฝรั่งของไอร์แลนด์ เนื่องจากไม่มีการแลกเปลี่ยนทางพันธุกรรมหรือความหลากหลาย มันฝรั่งเกือบทั้งหมดบนเกาะจึงตาย ผลที่ได้คือภัยพิบัติด้านมนุษยธรรมที่เลวร้ายที่สุดครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ เนื่องจากพืชมันฝรั่งทั้งหมดที่ผู้คนต้องพึ่งพาเป็นอาหารเสียชีวิต

ด้วยเหตุนี้ ชาวไอริชหลายล้านคนจึงถูกบังคับให้ออกจากไอร์แลนด์เพื่อค้นหาชีวิตที่ดีขึ้น และอีกนับล้านเสียชีวิต

การตายของเฟิร์นจะไม่เป็นหายนะสำหรับประชากรมนุษย์ แต่มันจะเป็นหายนะสำหรับประชากรเฟิร์น ดังนั้นเฟิร์นและพืชอื่นๆ ที่ฝึกการสลับกันของรุ่นต่างๆ จึงใช้ไฟโตไฟต์ในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ และทำให้ประชากรของเฟิร์นมีความหลากหลายทางพันธุกรรม

ที่น่าสนใจไม่ว่า gametophytes หรือ sporophytes จะ "เด่น" หรือไม่ก็ตามขึ้นอยู่กับพืช ตัวอย่างเช่น ในบรรดาเฟิร์น การสร้างไฟโตไฟต์ใช้ทรัพยากรของวงจรชีวิตมากกว่า เติบโตเป็นพืชขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้ที่เรารู้จัก

Among conifer trees, by contrast, it’s the sporophyte generation that is “dominant” – growing into huge, long-lived trees, while the gametophyte generation is restricted to a tiny organism growing inside of a cone.


Polyploidy

Changes in ploidy are of evolutionary importance in the flowering plants (angiosperms). Tetraploid plants often grow faster and larger than the ดิพลอยด์ plants they derive from, and tend to be selected for agriculture. Alfalfa, coffee,

An example of plant polyploidy that affected human civilization and history is the origin of wheat. Modern bread wheat, cultivated for about eight thousand years, is a hexaploid with 2n 42, formed by sequential hybrids formed among three related grass species, each with 2n 14. To complete the circle, modern hybridizers have created a new species, Triticale, by crossing the ancestral Emmer wheat (2n 28) with rye (2n 14) and then doubling the chromosome number to 42 to take advantage of strong wheat growth with the high ไลซีน content of rye. DNA analysis is scrutinizing the hybrid origins of many cultivated plants to identify their ancestors.