జనాభా జన్యుశాస్త్రం
జనాభా జన్యుశాస్త్రం (Population genetics) అనేది ఈ నాలుగు ప్రధాన పరిణామ విధానాల ప్రభావంలో యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్య పంపిణీ మరియు మార్పును అధ్యయనం చేసే శాస్త్రం: ప్రకృతి ఎంపిక, జన్యు చలనం, ఉత్పరివర్తన మరియు జన్యు ప్రసరణ. ఇది జనాభా ఉపవిభజన మరియు జనాభా ఆకృతి కారకాలను కూడా పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది. ఇది ఇటువంటి దృగ్విషయాన్ని అన్వయం మరియు జీవపరిణామం వలె వివరించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది.
జనాభా జన్యుశాస్త్రం అనేది ఆధునిక పరిణామ సంశ్లేషణ ఉద్భవంలో ఒక ప్రాణాధారమైన అంశంగా చెప్పవచ్చు. దీనిని మొట్టమొదటిగా సెవాల్ రైట్, J. B. S. హాల్డేన్ మరియు R. A. ఫిషర్‌లు గుర్తించారు, వీరు పరిమాణాత్మక జన్యు శాస్త్రానికి సంబంధించిన అనుశాసనాన్ని కూడా పేర్కొన్నారు.
జనాభా జన్యు శాస్త్రం జనాభాల జన్యు రచనను మరియు ఈ రచన కాలంతో పాటు ఏ విధంగా మారుతుంది అనే అంశాన్ని నిర్వహిస్తుంది. ఒక జనాభా అనేది ఒక జీవుల సమూహం, దీనిలోని ఇద్దరు జంటగా కలిసి పుట్టుకను ఇవ్వవచ్చు. ఈ విషయం సభ్యులు అందరూ ఒకే జాతికి చెందినట్లు మరియు ఒకరికి సమీపంలో ఒకరు నివసిస్తున్నట్లు సూచిస్తుంది.
ఉదాహరణకు, ఒక వివిక్త అరణ్యంలో నివసిస్తున్న ఒకే జాతిలోని అన్ని శలభాలను ఒక జనాభా వలె చెప్పవచ్చు. ఈ జనాభాలో ఒక జన్యువు పలు ప్రత్యామ్నాయ రూపాలను కలిగి ఉండవచ్చు, ఇది జీవుల సమలక్షణం మధ్య వ్యత్యాసాలకు కారణమవుతుంది. ఉదాహరణకు శలభాల్లో వర్ణం కోస ఒక జన్యువు రెండు యుగ్మ వికల్పాలను కలిగ ఉండవచ్చు: నలుపు మరియు తెలుపు. ఒక జన్యు నిధి అనేది ఒక జనాభాలో ఒక జన్యువుకు సంపూర్ణ యుగ్మ వికల్పాల సమితి; ఒక యుగ్మ వికల్పానికి యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్యం అనేది యుగ్మ వికల్పాన్ని రూపొందించిన నిధిలోని జన్యువుల భిన్నంగా చెప్పవచ్చు (ఉదాహరణకు, ఎంత శలభాల వర్ణ జన్యువుల భిన్నం నలుపు యుగ్మ వికల్పం). ఒక అంతరప్రజనన జీవుల జనాభాలోని యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్యాల్లో మార్పులు ఉన్నప్పుడు పరిణామం సంభవిస్తుంది; ఉదాహరణకు, ఒక శలాభాల జనాభాలో నల్ల రంగు కోసం యుగ్మ వికల్పం సర్వ సాధారణమవుతుంది.
ఒక జనాభా యొక్క పరిణామానికి కారణమైన క్రియావిధానాలను అర్థం చేసుకోవడానికి, ఒక జనాభాలో పరిణామం చెందకుండా ఉండటానికి అవసరమైన పరిస్థితులను పరిశీలించడం ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. "హార్డే-వెయిన్‌బర్గ్ సూత్రం" ప్రకారం రేతస్సు లేదా గుడ్డు నిర్మాణంలో జనాభాపై పనిచేస్తున్న బలాలు యాదృచ్ఛిక పునః పునర్వ్యవస్థీకరణ యుగ్మ వికల్పాలు మరియు ఫలదీకరణ సమయంలో ఈ లైంగిక కణాల్లో యుగ్మ వికల్పాల యాదృచ్ఛిక కలయిక అయితే తగిన స్థాయిలో ఉన్న ఒక పెద్ద జనాభాలో యుగ్మ వికల్పాల పౌనఃపున్యాలు స్థిరంగా ఉంటాయి. పరిణామానికి గురికావడం లేనందున ఇటువంటి ఒక జనాభా "హార్డే-వెయిన్‌బెర్గ్ సమతౌల్యం"లో ఉందని పేర్కొంటారు.
"హార్డే-వెయిన్‌బర్గ్ సూత్రం" ఒక జనాభాలో యుగ్మ వికల్పం మరియు జన్యురూప పౌనఃపున్యాలు రెండూ స్థిరంగా ఉన్నట్లయితే-అంటే, అవి సమాన స్థితిలో ఉన్నట్లయితే-తరం నుండి తరానికి నిర్దిష్ట అవాంతర ప్రభావాలు పరిచయం చేయబడతాయని పేర్కొంటుంది. ప్రయోగశాల వెలుపల, ఈ "అవాంతర ప్రభావాల"లో ఒకటి లేదా మరిన్ని ఎల్లప్పుడూ ప్రభావంలో ఉంటాయి. సహజంగా హార్డే వెయిన్‌బర్గ్ సమాన స్థితి సాధ్యం కాదు. జన్యు సమాన స్థితి అనేది దీనితో పోల్చి జన్యు మార్పులను గుర్తించడానికి ఒక ఆధారాన్ని అందించే ఒక ఉత్తమ స్థితిగా చెప్పవచ్చు.
ఒక జనాభాలో యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్యాలు తరాలవారీగా స్థిరంగా ఉంటాయి, అయితే క్రింది పరిస్థితులను ఏర్పాటు చేయాల్సి ఉంటుంది: యాదృచ్ఛికంగా జత చేయాలి, ఉత్పర్తివర్తన ఉండరాదు (యుగ్మ వికల్పం మారదు), వలస లేదా ప్రవాసం ఉండరాదు (జనాభాల మధ్య యుగ్మ వికల్పాల మార్పిడి ఉండరాదు), అపరిమిత భారీ జనాభా పరిమాణం మరియు ఎటువంటి విశిష్టలక్షణం కోసం లేదా వ్యతిరేకంగా ఎటువంటి ఒత్తిడి ఉండరాదు.
రెండు యుగ్మ వికల్పాలతో ఒక బిందుపథం యొక్క సులభమైన సందర్భంలో: ప్రధాన యుగ్మ వికల్పం A తో మరియు అంతర్గత a తో సూచించబడుతుంది మరియు వాటి పౌనఃపున్యాలు "p" మరియు "q" లతో సూచించబడతాయి; freq (A ) = "p" ; freq (a ) = "q" ; "p" + "q" = 1. జనాభా సమతౌల్యంలో ఉన్నట్లయితే, అప్పుడు మనం జనాభాలో AA సమయుగ్మజాలకు freq (AA ) = "p" ను, aa సమయుగ్మజాలకు freq (aa ) = "q" మరియు విజాతీయ సంయుక్త బీజాలకు freq (Aa ) = 2"pq"ను సాధిస్తాము.
ఈ ప్రశ్నలు ఆధారంగా, ఒక జనాభా కోసం ఉపయోగకరమైన కాని గణించడం క్లిష్టమైన వాస్తవాలను గుర్తించవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఒక రోగి యొక్క శిశువు సమయుగ్మజ అంతర్గత పిల్లల్లో ద్రవకోశ తంతుయుత కారణమయ్యే ఒక అంతర్గత ఉత్పరివర్తన వాహకంగా చెప్పవచ్చు. తల్లిదండ్రులు ఆమె మనవళ్లకు ఈ వ్యాధి సోకే సంభావ్యతను తెలుసుకోవాలని భావించవచ్చు. ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం ఇవ్వడానికి, జన్యు శాస్త్ర సలహాదారు ఆ పిల్లవాడు అంతర్గత ఉత్పరివర్తన యొక్క ఒక వాహకాన్ని మళ్లీ ఉత్పత్తి చేయగల అవకాశాన్ని తప్పక తెలుసుకోవాలి. ఈ నిజం తెలియకపోవచ్చు కాని వ్యాధి పౌనఃపున్యం తెలుస్తుంది. ఈ వ్యాధి సమయుగ్మజ అంతర్గత జన్యురూపాల కారణంగా సంభవించినట్లు మనకు తెలుసు; వ్యాధి సంక్రమణ నుండి సమయుగ్మజ అంతర్గత వ్యక్తుల పౌనఃపున్యానికి వ్యతిరేకంగా పని చేయడానికి మనం హార్డే-వెయిన్‌బర్గ్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.
జనాభా జన్యుశాస్త్రంలోని గణనను వాస్తవానికి ఆధునిక పరిమాణ సంశ్లేషణలో భాగంగా అభివృద్ధి చేయబడింది. బెట్టే (1986) ప్రకారం, ఇది ఆధునిక సంశ్లేషణలో ప్రధాన అంశాన్ని పేర్కొంటుంది.
లెవోంటిన్ (1974) ప్రకారం, జనాభా జన్యుశాస్త్రం కోసం సైద్ధాంతిక విధి అనేది రెండు స్థానాల్లో జరిగే ఒక విధానం: ఒక "జన్యురూప స్థానం" మరియు ఒక "సమలక్షణ స్థానం". జనాభా జన్యుశాస్త్రం యొక్క ఒక "సంపూర్ణ" సిద్ధాంతం యొక్క సవాలు ఏమిటంటే ఒక జన్యురూపాల జనాభాను ("G" ) ఎంపిక జరిగే ఒక సమలక్షణ స్థానంతో సూచించిన విధంగా జత చేయడానికి ఒక సూత్రాల సమితిని మరియు ఫలిత జనాభాను ("P" ) మెండెలియాన్ జన్యు శాస్త్రం జన్యురూపాల తదుపరి తరాన్ని మళ్లీ గుర్తించే సమరూప స్థానానికి ("G" ) జత చేయడానికి మరొక సూత్రాల సమితిని అందించడాన్ని లక్ష్యంగా చేసుకుంది, ఈ విధంగా వర్తులాన్ని పూర్తి చేస్తుంది. ప్రస్తుతానికి అణు జన్యు శాస్త్రం యొక్క మెండెలియాన్ కారకాలను విస్మరించడం వలన, ఇది స్పష్టమైన ఒక చాలా పెద్ద విధిగా చెప్పవచ్చు. ఈ పరిణామాన్ని చిత్రరూపంలో వీక్షించడానికి:
(లెవోంటిన్ 1974 నుండి అనుసరించబడుతుంది, p. 12). xD
"T" అనేది జన్యుపరమైన మరియు కొత్త జాతి నియమాలు, క్రియాత్మక జీవ శాస్త్ర కారకాలు లేదా ఒక జన్యురూపాన్ని సమలక్షణ రూపంలోకి మార్చే అభివృద్ధిని సూచిస్తుంది. మేము దీనిని "జన్యురూప-సమలక్షణ రేఖాచిత్రం" వలె సూచిస్తాము. "T" అనేది సహజ ఎంపిక కారణంగా పరిణామంగా చెప్పవచ్చు, "T" అనేవి ఎంచుకున్న సమరూపాల ఆధారంగా జన్యురూపాలను గుర్తించే కొత్త జాతి అనుబంధాలు మరియు చివరిగా "T" అనేది మెండెలియాన్ జన్యుశాస్త్ర నియమాలు.
ఆచరణలో, జన్యురూప స్థానంలో అమలు అవుతున్న ఒకే సమయంలో సాంప్రదాయక జనాభా జన్యుశాస్త్రంలో రెండు అంశాల పరిణామ సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి మరియు చెట్లు మరియు జంతువుల ప్రజననంలో ఉపయోగించే జీవపరిమాణ సిద్ధాంతం సమలక్షణ స్థానంలో అమలు అవుతుంది. నష్టపోయిన భాగంగా జన్యురూప మరియు సమలక్షణ స్థానాల మధ్య మ్యాపింగ్‌ను చెప్పవచ్చు. ఇది ఒక "హస్త లాఘవానికి" కారణమవుతుంది (లెవోంటిన్ దీనిని పేర్కొన్నాడు), ఒక డొమైన్‌లోని సమీకరణల్లో చరరాశులను పరామితులు లేదా "స్థిరాంకాలు"గా భావిస్తారు, అయితే ఒక సంపూర్ణ అభిచర్యలో ఇవి పరిణామ విధానంలో కారకాలుగా మారతాయి మరియు మరొక డొమైన్‌లో స్థితి చరరాశుల యథార్థ "విధుల" లోకి మారతాయి. ఇది పలు ఆసక్తి సందర్భాలను విశ్లేషించడానికి తగిన అంశంగా అర్థం చేసుకుని విచారించాలి. ఉదాహరణకు, సమలక్షణం అనేది దాదాపు జన్యురూప అంశంతో ఒకదానికి ఒకటిగా ఉన్నప్పుడు (కొడవలి కణ వ్యాధి), "స్థిరాంకాల"ను అదే విధంగా భావిస్తారు; అయితే, ఇది అస్పష్టంగా ఉండే పలు సందర్భాలు కూడా ఉన్నాయి.
"సహజ ఎంపిక" అనేది ఒక విధానం, దీని ద్వారా చొప్పించగల విశిష్ట లక్షణాలు ఒక జీవి మనుగడ కోసం మరింత సమర్థవంతమైన పరిస్థితులను ఏర్పరుస్తాయి మరియు అనుక్రమ తరాల్లో ఒక జనాభాలో విజయవంతమైన పునరుత్పత్తి సర్వసాధారణంగా మారుతుంది.
ఒక జీవుల జనాభాలో సహజ జన్యు వైవిధ్యం అంటే వాటి ప్రస్తుతం పర్యావరణంలో ఇతర జీవుల కంటే కొన్ని జీవులు ఎక్కువకాలం జీవించగలవు. ఫలవంతమైన పునరుత్పాదకతను ప్రభావితం చేసే అంశాలు కూడా చాలా ముఖ్యమైనవి, ఛార్లస్ డార్విన్ లైంగిక ఎంపికపై తన ఆలోచనల్లో ఈ అంశాన్ని ప్రతిపాదించారు.
సహజ ఎంపిక సమలక్షణంపై లేదా ఒక జీవి యొక్క పరిశీలించదగిన లక్షణాలపై పనిచేస్తుంది, అయితే పునరుత్పాదక ప్రయోజనాన్ని అందించే ఏదైనా సమలక్షణం యొక్క జన్యు (అనువంశిక) మూలం ఒక జనాభాలో బాగా వ్యాప్తి చెందుతుంది (యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్యం చూడండి). కాలక్రమంలో ఈ ప్రక్రియ, నిర్దిష్ట పర్యావరణ స్థావరాలకు జనాభాలను ప్రత్యేకించే ఉపయోజనాలకు, చివరకు కొత్త జీవుల ఉద్భవానికి దారితీస్తుంది.
ఆధునిక జీవశాస్త్రం యొక్క మూలస్తంభాల్లో సహజ ఎంపిక కూడా ఒకటి. డార్విన్ రాసిన 1889నాటి ప్రభావాత్మక పుస్తకం "ఆన్ ది ఆరిజన్ ఆఫ్ స్పీసిస్‌" లో ఈ పదం పరిచయం చేయబడింది, [3] దీనిలో ఆయన సహజ ఎంపికను కృత్రిమ ఎంపికకు సారూప్యమైనదిగా వర్ణించారు, ఈ ప్రక్రియ ద్వారానే మానవ పెంపకదారులు తమకు అవసరమైన విశిష్ట లక్షణాలు గల జంతువులు మరియు చెట్ల పునరుత్పత్తికి ఒక క్రమపద్ధతిలో మద్దతు ఇచ్చారని ప్రతిపాదించారు. అనువంశికతకు ఒక ఆమోదయోగ్యమైన సిద్ధాంతం లేకపోవడంతో సహజ ఎంపిక అనే అంశం అభివృద్ధి చేయబడింది; డార్విన్ ఈ పుస్తకాన్ని రాసిన సమయంలో, ఆధునిక జన్యుశాస్త్రానికి సంబంధించిన ఎటువంటి విషయాలు తెలియవు. సాంప్రదాయిక డార్విన్ పరిమాణ సిద్ధాంతాన్ని తరువాత శాస్త్రీయ మరియు పరమాణు జన్యుశాస్త్రంలో నూతన ఆవిష్కరణలతో కలిపి, "ఆధునిక పరిణామాత్మక సంయోజనం"గా గుర్తిస్తున్నారు. సహజ ఎంపిక ఇప్పటికీ ఉపయోజన పరిణామానికి ప్రాథమిక వివరణగా ఉంది.
"జన్యు చలనం" అనేది యాదృచ్ఛిక నమూనా మరియు అవకాశం కారణంగా ఒక జనాభాలో సంభవించే ఒక జన్యు వైవిధ్యంలో (యుగ్మ వికల్పం) సంబంధిత పౌనఃపున్యంలో మార్పు. అంటే, జనాభాలోని సంతానంలో యుగ్మ వికల్పాలు వాటి తల్లిదండ్రుల్లోని అంశాల ఒక యాదృచ్ఛిక నమూనా. మరియు అవకాశం అనేది ప్రస్తుత జీవి బతికి, పునరుత్పత్తి చేసే శక్తిని కలిగి ఉందో, లేదో గుర్తించడానికి ముఖ్య పాత్ర పోషిస్తుంది. ఒక జనాభా యొక్క యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్యం అనేది ఒక నిర్దిష్ట రూపాన్ని కలిగి ఉన్న మొత్తం జన్యు యుగ్మ వికల్పాలతో పోల్చినప్పుడు దాని జన్యు నకళ్ల భిన్నం లేదా శాతం.
జన్యు చలనం అనేది కొంతకాలం తర్వాత యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్యంలో మార్పుకు కారణమయ్యే ఒక ముఖ్యమైన పరిణామ విధానం. ఇది జన్యు వైవిధ్యం పూర్తిగా కనిపించకుండా చేయవచ్చు మరియు ఈ విధంగా జన్యు సంబంధిత మార్పులను తగ్గించవచ్చు. వాటి ఫలవంతమైన పునరుత్పత్తి ఆధారంగా జన్యు వైవిధ్యాలను సర్వ సాధారణంగా లేదా అతి తక్కువగా ఉండేందుకు కారణమయ్యే సహజ ఎంపికకు విరుద్ధంగా, జన్యు చలనం వలన మార్పులు పర్యావరణ లేదా అనుకూల ఒత్తిళ్ల వలన సంభవించవు మరియు ఫలవంతమైన పునరుత్పత్తికి లాబాధాయకం, తటస్థం లేదా హానికరం కావచ్చు.
జన్యు చలనం యొక్క ప్రభావం చిన్న జనాభాల్లో ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు పెద్ద జనాభాలో తక్కువగా ఉంటుంది. సహజ ఎంపికతో సరిపోల్చుతూ జన్యు చలనం యొక్క సంబంధిత ప్రాముఖ్యతపై పలు శాస్త్రజ్ఞుల మధ్య బలమైన చర్చలు జరుగుతున్నాయి. రోనాల్డ్ ఫిషెర్ ప్రకారం, పరిణామ ప్రక్రియలో జన్యు చలనం ఒక స్వల్ప స్థాయి పాత్రను కలిగి ఉంది మరియు ఈ నిర్ణయాన్ని పలు దశాబ్దాల్లో ఎక్కువగా విశ్వసించారు. 1968లో, మోటూ కిమురా ఈ చర్చను అతని అణు పరిణామ తటస్థ సిద్ధాంతంతో మళ్లీ తెరపైకి తీసుకుని వచ్చాడు, దీనిలో జన్యు పదార్థంలోని మార్పుల్లో అత్యధిక మార్పులు జన్యు చలనం వలన సంభవిస్తున్నాయని పేర్కొన్నాడు.
ఉత్పరివర్తనాలు అనేవి ఒక కణంలోని విశ్వజన్యురాశిలోని DNA క్రమంలోని మార్పులు మరియు ఇవి వికిరణం, వైరస్‌లు, మార్పిడి మరియు ఉత్పరివర్తన జన్యు రసాయనాలు అలాగే క్షయకరణ విభజన లేదా DNA ప్రతికృతి సమయంలో లోపాల వలన సంభవిస్తాయి. లోపాలు ముఖ్యంగా తరచూ రెండవ కోవలోని అణుపుంజీకరణంలో DNA ప్రతికృతి విధానంలో సంభవిస్తాయి. ఈ లోపాలను ఉద్రేక ఉత్పరివర్తన వంటి కణ సంబంధిత విధానాలుచే జీవి కూడా ప్రేరేపిస్తుంది.
ఉత్పరివర్తనాలు ఒక జీవి యొక్క సమలక్షణంలో ముఖ్యంగా ఇవి ఒక జన్యువులోని ప్రోటీన్ గుర్తుల క్రమంలో సంభవించినట్లయితే, ఒక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి. లోపాల శాతం (ప్రతి 10 మిలియన్-100 మిలియన్‌ల్లో ఒకటి చొప్పున) సాధారణంగా DNA అణుపుంజాలు "లోపాల తనిఖీ" సామర్థ్యం కారణంగా తక్కువగా ఉంటుంది. లోపాల తనిఖీ లేకుండా, లోపాల శాతం ఒక వేయి రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. DNAలో రసాయనిక నష్టం కూడా సహజంగా ఏర్పడుతుంది మరియు కణాలు DNAలో విజ్జోడ్లను మరియు పగళ్లును మరమ్మత్తు చేయడానికి DNA మరమ్మత్తు క్రియావిధానాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, కొన్నిసార్లు ఈ మరమ్మత్తు DNAను దాని యథార్థ క్రమానికి తీసుకుని రావడంలో విఫలం కావచ్చు.
DNA మార్పిడికి మరియు జన్యువులను మళ్లీ కలపడానికి క్రోమోజోమ్ మార్పిడిని ఉపయోగించే జీవుల్లో, క్షయకరణ విభజన సమయంలోని సర్దుబాటులో లోపాలు కూడా ఉత్పరివర్తనాలకు కారణం కావచ్చు. పరస్పర మార్పిడిలో లోపాలు ఒకే రకమైన క్రమాలు భాగస్వామి క్రోమోజోమ్‌లు ఒక తప్పుడు అమరికను అనుసరించేలా చేసినప్పుడు ఏర్పడతాయి; ఇవి విశ్వజన్యురాశుల్లో కొన్ని ప్రాంతాలు ఈ విధంగా ఉత్పరివర్తనకు లోనయ్యేలా చేస్తాయి. ఈ లోపాలు DNA క్రమంలో అతిపెద్ద వ్యవస్థీకృత మార్పులను రూపొందిస్తుంది - నకిలీలు, విలోమాలు లేదా మొత్తం భాగాల తొలగింపు లేదా వేర్వేరు క్రోమోజోమ్‌ల మధ్య మొత్తం భాగాల ఆక్మసిక మార్పిడి (స్థానాంతరణంగా పిలుస్తారు).
ఉత్పరివర్తన అనేది DNA క్రమంలో పలు వేర్వేరు మార్పులకు కారణం కావచ్చు; ఇవి ఎటువంటి ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండకపోవచ్చు, ఒక జన్యువులో ఉత్పత్తిని మార్చవచ్చు లేదా ఒక జన్యువును పని చేయకుండా నిరోధించవచ్చు. "డోర్సోఫిలా మెలానోగాస్టెర్" ఈగపై జరిపిన అధ్యయనాల్లో, ఒక ఉత్పరివర్తనం ఒక జన్యువులోని ప్రోటీన్‌ను మార్చినట్లయితే, ఈ ఉత్పరివర్తనాల్లో సుమారు 70 శాతం నాశనం చేసే ప్రభావాలతో ఇది చాలా ప్రమాదకరమైనది మరియు మిగిలిన మార్పులు తటస్థంగా లేదా పేలవమైన ప్రయోజనాలను అందించవచ్చని తేలింది. ఉత్పరివర్తనాలు కణాలపై కలిగి ఉన్న నాశనం చేసే ప్రభావాల కారణంగా, జీవులు ఉత్పరివర్తనాలను తొలగించేందుకు DNA మరమ్మత్తు వంటి క్రియావిధానాన్ని రూపొందించుకున్నాయి. కనుక, ఒక జాతిలో వాంఛనీయ ఉత్పరివర్తన శాతం అనేది విషతుల్య ఉత్పరివర్తనాలు వంటి ఒక అత్యధిక ఉత్పరివర్తన శాతం యొక్క వ్యయాలు మరియు DNA మరమ్మత్తు ఎంజైమ్‌లు వంటి ఉత్పరివర్తన శాతాన్ని తగ్గించేందుకు నిర్వహణ వ్యవస్థల యొక్క జీవ క్రియా వ్యయాల మధ్య మార్పిడి. RNAను వాటి జన్యు పదార్థం వలె ఉపయోగించుకునే వైరస్‌లు శీఘ్ర ఉత్పరివర్తన శాతాలను కలిగి ఉంటాయి ఈ వైరస్‌లు స్థిరంగా మరియు శీఘ్రంగా పరిణామం చెందుతాయి కనుక ఇది ఒక సౌకర్యంగా చెప్పవచ్చు మరియు కనుక ఇది సంరక్షక ప్రతిస్పందనలను తప్పించుకుంటుంది, ఉదా, మానవ వ్యాధి నిరోధక శక్తి.
ఉత్పరివర్తన సాధారణంగా జన్యు పునఃకలయిక ద్వారా, DNAలో అత్యధిక భాగాలను మార్చడం ద్వారా నకిలీ జీవిని ఏర్పరుస్తుంది. ఈ నకిలీలు నూతన జన్యువుల పరిణామానికి ముడి పదార్థం యొక్క ప్రధాన వనరుగా చెప్పవచ్చు, ప్రతి మిలియన్ సంవత్సరాలకు జంతువుల విశ్వజన్యురాశుల్లో వందలకొలది జన్యువులు నకిలీ చేయబడుతున్నాయి. అత్యధిక జన్యువులు భాగస్వామ్య వంశపారంపర్య యొక్క జన్యువుల పెద్ద కుటుంబాలకు చెందినవి. విచిత్ర జన్యువులను పలు పద్ధతుల్లో ఉత్పత్తి చేస్తారు, సాధారణంగా ఒక వంశపారంపర్య జన్యువులోని నకిలీ మరియు ఉత్పరివర్తన ద్వారా లేదా నూతన కార్యాచరణలతో నూతన కలయికలను రూపొందించడానికి వేర్వేరు జన్యువుల భాగాల పునఃకలయిక ద్వారా సాధించవచ్చు.
ఇక్కడ, డొమైన్‌లు మాడ్యూల్‌లు వలె పని చేస్తాయి, ప్రతి ఒక్కటి ఒక నిర్దిష్ట మరియు స్వతంత్ర కార్యాచరణను కలిగి ఉంటాయి, వీటిని విచిత్ర లక్షణాలతో నూతన ప్రోటీన్‌లను కలిగిన జన్యువులను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒకదానితో ఒకటి మిళితం చేయవచ్చు. ఉదాహరణకు, మానవ కన్ను కాంతిని గ్రహించే నిర్మాణాలను చేయడానికి నాలుగు జన్యువులను ఉపయోగిస్తుంది: మూడు వర్ణ వీక్షణకు మరియు ఒకటి రాత్రి సమయంలో వీక్షణ కోసం; ఈ నాలుగు జన్యువులు ఒకే వంశపారంపర్య జన్యువు నుండి ఉద్భవించాయి. ఒక జన్యువును నకిలీ చేయడం వలన మరొక సౌకర్యం ఏమిటంటే (లేదా ఒక మొత్తం విశ్వజన్యురాశి) ఇది పునరుక్తిని పెంచుతుంది; ఇది ఒక జతలో ఒక జన్యువు ఒక నూతన కార్యాచరణను నిర్వహిస్తుండగా, ఇతర నకలు యథార్థ కార్యాచరణను నిర్వహిస్తుంది. ఇతర ఉత్పరివర్తన రకాలు అరుదుగా మునుపటి నాన్‌కోడింగ్ DNA నుండి నూతన జన్యువులను రూపొందిస్తాయి.
జన్యు ప్రవాహం అనేది సాధారణంగా ఒకే జాతి నుండి జనాభాల మధ్య జన్యువుల మార్పిడి. ఒక జాతిలో జన్యు ప్రవాహ ఉదాహరణల్లో వలస పోయి, తర్వాత జీవులకు జన్మనివ్వడం లేదా పరాగ మార్పిడిని చెప్పవచ్చు. జాతి మధ్య జన్యు బదిలీలో హైబ్రీడ్ జీవుల నిర్మాణం మరియు సమాన స్థాయి జన్యు బదిలీలు ఉంటాయి.
ఒక జనాభాలోకి లేదా వెలుపలికి వలస పోవడం వలన యుగ్మ వికల్ప పౌనఃపున్యంలో మార్పు రావచ్చు అలాగే ఒక జనాభాలోకి జన్యు వైవిధ్యాన్ని పరిచయం చేస్తుంది. వలస ఒక జనాభాలోని స్థాపిత జన్యునిధికి నూతన జన్యు పదార్థాన్ని జోడించవచ్చు. విరుద్ధంగా, ప్రవాసం జన్యు పదార్థాన్ని తొలగించవచ్చు. జనాభా నూతన జాతి కావడానికి అవసరమైన రెండు అపసర జనాభాల మధ్య పునరుత్పత్తికి అటంకాలు వలె, జన్యు ప్రవాహం జనాభాల మధ్య జన్యు తేడాలను విస్తరించడం ద్వారా ఈ విధానాన్ని నెమ్మదిగా అమలు అయ్యేలా చేస్తుంది. జన్యు ప్రవాహాన్ని పర్వత శ్రేణులు, సముద్రాలు మరియు ఎడారులు లేదా వృక్ష జాతుల ప్రవాహాన్ని నిరోధిస్తున్న గ్రేట్ వాల్ ఆఫ్ చైనా వంటి మానవ నిర్మాణాలు నిరోధిస్తున్నాయి.
వాటి ఇటీవల సాధారణ వంశపారంపర్య నుండి ఎంతవరకు రెండు జాతులు వ్యాప్తి చెందాయో అనే అంశంపై ఆధారపడి, ఇప్పటికీ అవి సంతానం ఉత్పత్తి చేయడానికి సాధ్యమవుతుంది, అంటే గుర్రాలు మరియు గాడిదలు జత కట్టడం ద్వారా కంచర గాడిదలు ఉద్భవించాయి. ఇటువంటి సంకర జాతి జీవులు సాధారణంగా నిస్సత్తువుగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే రెండు వేర్వేరు క్రోమోజోమ్‌ల జతలు క్షయకరణ విభజన సమయంలో ఒకదానితో ఒకటి జోడీని ఏర్పర్చడం విఫలం కావచ్చు. ఈ రకంలో, అత్యధిక సారూప్యతలను కలిగి ఉన్న జాతులను తరచూ అంతర్‌జాతి కోసం ఉపయోగిస్తారు, కాని సంకర జాతి జీవులను ఎంచుకుంటారు మరియు జీవులు వైవిధ్యంగా మిగిలిపోతాయి. అయితే, జీవించగల సంకర జాతి జీవులను అరుదుగా రూపొందిస్తారు మరియు ఈ నూతన జీవులు వాటి జనక జాతి మధ్య మాధ్యమిక లక్షణాలను కలిగి ఉండవచ్చు లేదా పూర్తిగా ఒక నూతన సమలక్షణాన్ని కలిగి ఉండవచ్చు. జంతువుల్లో నూతన జాతిని రూపొందించడంలో సంకరణం యొక్క ప్రాముఖ్యత పలు రకాల జంతువుల సందర్భాల్లో చూసినప్పుటికీ, అస్పష్టంగా ఉంది, బూడిద రంగు వృక్ష మండూకంతో నిర్వహించిన ఉత్తమ అధ్యయనాలను ఉదాహరణలుగా చెప్పవచ్చు.
అయితే సంకరణం అనేది వృక్షాల్లో స్పెసియేషన్‌కు చాలా ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే బహుస్థితికత (ప్రతి క్రోమోజోమ్ యొక్క రెండు కంటే ఎక్కువ నకళ్లను కలిగి ఉంటుంది) అనేది జంతువుల్లో కంటే మరింతగా వృక్షాల్లో ప్రోత్సహించబడుతుంది. బహుస్థితికత అనేది సంకర జాతి జీవుల్లో చాలా ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది రెండు వేర్వేరు క్రోమోజోమ్‌ల సమితిలో ప్రతి ఒక్కటి క్షయకరణ విభజన సమయంలో ఒక ఏకరూప భాగస్వామితో జత కట్టడంతో పునరుత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది. బహుస్థితికతలు అధిక జన్యు వైవిధ్యాన్ని కూడా కలిగి ఉంటాయి, ఈ సౌలభ్యం అవి చిన్న జనాభాలో ప్రజనన మాంద్యాన్ని నివారించడానికి అనుమతిస్తుంది.
సమాన స్థాయి జన్యు బదిలీ అనేది ఒక జీవి నుండి దాని సంతానం కాని మరొక జీవికి జన్యు పదార్థ బదిలీ; ఇది బ్యాక్టీరియాలో సర్వసాధారణం. వైద్య శాస్త్రంలో, ఇది సూక్ష్మజీవనాశక నిరోధం వ్యాప్తిలో దోహదం చేస్తుంది ఎందుకంటే ఒక బ్యాక్టీరియా నిరోధక జన్యువులను పొందినట్లయితే, ఇది కొద్దికాలంలోనే వాటిని ఇతర జీవులకు బదిలీ చేయగలదు. ఈస్టుకిణ్వం "సాచారోమేసెస్ సెరెవిసాయి" మరియు అడ్జుకీ గింజ పేడ పురుగు "కాలోసోబ్రషుస్ చినెన్సిస్" వంటి బ్యాక్టీరియా నుండి కేంద్రక యుత జీవులకు సమాన స్థాయి జన్యువుల బదిలీ కూడా సంభవించవచ్చు. భారీ స్థాయి బదిలీలకు ఒక ఉదాహరణగా కేంద్రక యుత జీవి బ్డెలాయిడ్ రోటిఫెర్స్‌ను చెప్పవచ్చు, ఇది బ్యాక్టీరియా, ఫంగీ మరియు వృక్షాల నుండి ఒక స్థాయిలో జన్యువులను స్వీకరిస్తుంది. వైరస్‌లు జీవుల మధ్య DNAను కూడా కలిగి ఉంటాయి, ఇవి జీవ సంబంధిత డొమైన్‌ల మధ్య కూడా జన్యువుల బదిలీని అనుమతిస్తుంది. భారీ స్థాయి జన్యువు బదిలీ క్లోరోప్లాస్ట్ మరియు మిటోచోండ్రియా స్వీకరణ సమయంలో కేంద్రక యుత జీవ కణాలు పూర్వ జాతులు మరియు కేంద్రక పూర్వజీవుల మధ్య కూడా సంభవించింది.
"జన్యు ప్రవాహం" అనేది ఒక జనాభా నుండి మరొక జనాభాకు యుగ్మ వికల్పాల బదిలీ.
ఒక జనాభాలోకి లేదా వెలుపలికి వలస యుగ్మ వికల్పాల పౌనఃపున్యాల్లో ముఖ్యమైన మార్పుకు బాధ్యత వహించవచ్చు. వలస అనేది ఒక నిర్దిష్ట జాతి లేదా జనాభా యొక్క స్థాపిత జన్యునిధికి నూతన జన్యు వైవిధ్యాలను జోడించడం వలన కూడా సంభవించవచ్చు.
వేర్వేరు జనాభాల మధ్య జన్యు ప్రవాహ స్థాయిని ప్రభావితం చేసే పలు కారకాలు ఉన్నాయి. అతి ముఖ్యమైన కారకాల్లో ఒకటి చలన శీలత ఎందుకంటే ఒక జీవిలో అత్యధిక చలన శీలత దానికి వలస పోయేందుకు అత్యధిక సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది. వృక్షాల కంటే జంతువులు ఎక్కువగా వలస పోయే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే పరాగం మరియు విత్తనాలు జంతువులు లేదా గాలిచే అత్యధిక దూరాలను చేరుకోవచ్చు.
రెండు జనాభాల మధ్య నిర్వాహిత జన్యు ప్రవాహం రెండు సమూహాల మధ్య జన్యు వ్యత్యాసాన్ని తగ్గిస్తూ రెండు జన్యు నిధుల కలయికకు కూడా కారణం కావచ్చు. ఈ కారణంగానే జన్యు ప్రవాహం సమూహాల జన్యు నిధులను మళ్లీ ఏకం చేయడం ద్వారా బలంగా స్పెసియేషన్‌కు వ్యతిరేకంగా పనిచేస్తుంది మరియు దీని వలన జన్యు వైవిధ్యంలో అభివృద్ధి చెందుతున్న వ్యత్యాసాలను మరమ్మత్తు చేయడం వలన సంపూర్ణ స్పెసియేషన్ మరియు కుమార్తె జీవుల రూపకల్పనకు దారి తీయవచ్చు.
ఉదాహరణకు, ఒక గడ్డి జీవులు రహదారికి రెండు వైపులు పెరుగుతాయి, పుప్పొడి ఒక పక్క నుండి మరొక పక్కకు బదిలీ అవుతుంది. ఈ పుప్పొడి పడిన స్థానంలో ఒక వృక్షాన్ని రూపొందించి, జీవించగల సంతనాన్ని ఉత్పత్తి చేయగలిగితే, అప్పుడు పుప్పొడిలో యుగ్మ వికల్పాలు ప్రభావవంతంగా జనాభా నుండి రహదారిలో ఒక పక్క నుండి మరొక పక్కకు తరలిపోగలవు.
పరిమిత చలన శీలత మరియు జనన తత్త్వ శాస్త్రంతోసహా, వలసకు శారీరక ఆటంకాల కారణంగా, సహజ జనాభాలు అరుదుగా పాన్మిస్టిక్‌గా చెప్పవచ్చు (బస్చన్ "మొదలైన వారు" 2007). సాధారణ జనాభా నుండి యాదృచ్ఛికంగా ఎంపిక చేయబడిన వాటితో కాకుండా ఒక భౌగోళిక పరిధిలోని జీవులు అత్యధిక సారూప్యతలను కలిగి ఉన్న జీవులతో జత కడతాయి. ఇది ఒక జనాభా జన్యుపర నిర్మాణానికి పొడిగింపుగా పేర్కొంటారు (రెపాసి "మొదలైనవారు", 2007).
సూక్ష్మజీవ జనాభా జన్యుశాస్త్రం అనేది పలు ఇతర సైద్ధాంతిక మరియు అనువర్తిత శాస్త్రీయ పరిశోధన రంగాలకు సంబంధించిన త్వరితంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న పరిశోధన రంగం. సూక్ష్మజీవుల జనాభా జన్యుశాస్త్రం సూక్ష్మజీవనాశక నిరోధకత మరియు ప్రమాదకరమైన అంటురోగాల రోగకారకాల మూలాలను మరియు పరిణామాన్ని గుర్తించే ఉద్దేశంతో ఆరంభమైంది. సూక్ష్మజీవ జనాభా జన్యుశాస్త్రం అనేది ఉపయోగకరమైన సూక్ష్మజీవుల సంరక్షణ మరియు ఉత్తమ వినియోగం కోసం సిద్ధం చేసే పద్ధతులకు ఒక అవసరమైన కారకంగా కూడా ఉంటుంది (ఎక్సు, 2010).
"జనాభా జన్యుశాస్త్రం" అనేది మెండెలియాన్ మరియు జీవపరిమాణ నమూనాల రాజీ వలె అభివృద్ధి చేయబడింది. దీనిలో ముఖ్యమైన మలుపుగా బ్రిటీష్ జీవశాస్త్ర నిపుణుడు మరియు గణాంకశాస్త్ర నిపుణుడు R.A. ఫిషెర్ కృషిని చెప్పవచ్చు. 1918లో కొన్ని పత్రాలతో ప్రారంభమై, అతని 1930 పుస్తకం "ది జెనెటికల్ థియరీ ఆఫ్ నేచురల్ సెలెక్షన్‌" కో ముగించిన అంశాల్లో, ఫిషెర్ జీవశాస్త్రజ్ఞులు లెక్కించిన నిరంతర వ్యత్యాసాన్ని పలు వివిక్త జన్యువులను కలపడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయవచ్చని మరియు సహజ ఎంపిక జనాభాలోని జన్యు పౌనఃపున్యంలో మార్చుగలదని, ఫలితంగా పరిణామం ఏర్పడుతుందని పేర్కొన్నాడు (అయితే, ఆ సమయంలో ఒక యథార్థ జన్యువు ఏమిటో తెలియని కారణంగా, దీనిని అతను నిర్దిష్టమైన గుర్తించగల జన్యు పౌనఃపున్యంపై కాకుండా సమలక్షణ పరిశోధన పౌనఃపున్యం ఆధారంగా పేర్కొన్నాడు). 1924లో కొన్ని పత్రాలతో ప్రారంభించిన మరొక బ్రిటీష్ జన్యు శాస్త్రవేత్త J.B.S. హాల్డేన్ సహజ ఎంపిక యొక్క యథార్థ ఉదాహరణలకు గణాంక శాస్త్ర విశ్లేషణను వర్తించాడు, అంటే ఉత్తేజిత శలభాల్లో పారిశ్రామిక మెలానిజం పరిణామం మరియు సహజ ఎంపిక అనేది ఫిషెర్ భావించిన దాని కంటే వేగంగా పనిచేస్తుందని నిరూపించాడు.
జంతు ప్రజనన ప్రయోగాల నేపథ్యం కలిగిన ఒక అమెరికా జీవ శాస్త్రవేత్త సెవాల్ రైట్ పరస్పర జన్యువుల కలయికలపై మరియు జన్యు ప్రవాహం ప్రదర్శించిన చిన్న, సంబంధిత ప్రత్యేక జనాభాల్లో సంకరణ ప్రభావాల దృష్టి సారించాడు. 1932లో, రైట్ ఒక అనుకూల భూదృశ్యం అనే అంశాన్ని పరిచయం చేశాడు మరియు జన్యు ప్రవాహం మరియు సంకరణలు ఒక చిన్న, ప్రత్యేక ఉప జనాభాను ఒక అనుకూల అగ్ర స్థాయి నుండి తగ్గించి, సహజ ఎంపిక దానిని వేరొక అనుకూల అగ్ర స్థాయిలకు తీసుకుని పోయేందుకు అనుమతిస్తుందని పేర్కొన్నాడు. ఎంపిక మరియు ప్రవాహనికి సంబంధించిన పాత్రల గురించి ఫిషెర్ మరియు రైట్‌‍ల మధ్య ఉద్భవించిన కొన్ని ప్రాథమిక విభేదాలు మరియు ఒక వివాదం ఆ శతాబ్దంలో అమెరికన్లు మరియు బ్రిటీష్ వాసుల మధ్య కొనసాగింది. ఫ్రెంచ్ వ్యక్తి గుస్టావ్ మాలెకాట్ కూడా ఈ విభాగం ప్రారంభ అభివృద్ధి ముఖ్యమైన పాత్రను కలిగి ఉన్నాడు.
పిషెర్, హాల్డేన్ మరియు రైట్‌ల కృషి "జనాభా జన్యుశాస్త్ర" రంగం స్థాపనకు కారణమైంది. ఇది సహజ ఎంపికను మెండెలియాన్ జన్యుశాస్త్రంతో మిళితం చేసింది, ఇది పరిణామం ఏ విధంగా పనిచేస్తుందో అనే అంశానికి ఒక ఏకీకృత సిద్ధాంతాన్ని అభివృద్ధి చేయడానికి క్లిష్టమైన మొట్టమొదటి అడుగుగా చెప్పవచ్చు.
జాన్ మేనార్డ్ స్మిత్ హాల్డేన్ యొక్క శిష్యుడు, అయితే W.D. హామిల్టాన్ ఫిషర్ యొక్క రచనలచే ఎక్కువగా ప్రభావితమయ్యాడు. అమెరికన్ జార్జ్ R. ప్రైస్ హమిల్టాన్ మరియు మేనార్డ్ స్మిత్‌లు ఇద్దరితోనూ పనిచేశాడు. అమెరికన్ రిచర్డ్ లెవోంటిన్ మరియు జపనీస్ మోటూ కిమురాలు ఇద్దరూ రైట్‌చే ఎక్కువగా ప్రభావితమయ్యారు.
20వ శతాబ్దంలోని మొదటి కొన్ని దశాబ్దాల్లో, అత్యధిక ఈ రంగం సహజవాదులు నివసిస్తున్న ప్రపంచంలో వారు గుర్తించిన క్లిష్టతకు ఉత్తమ వివరణను అందించిన లామార్కియాన్ మరియు స్వాభావిక జీవోత్పత్తి యాంత్రికచర్యలను విశ్వసించడం కొనసాగించారు. అయితే, జన్యుశాస్త్రం అభివృద్ధి కొనసాగడం వలన, ఆ అభిప్రాయాలపై విశ్వాసం సన్నగిల్లింది. T. H. మోర్గాన్ యొక్క ప్రయోగశాలలో ఒక పోస్ట్‌డాక్టరల్ కార్మికుడు దెయుడోసియస్ డోబ్జాన్స్కీ జన్యు వైవిధ్యంపై సెర్గీ చెట్వెరికోవ్ వంటి రష్యా శాస్త్రవేత్తలు చేసిన కృషిచే ప్రభావితమయ్యాడు. అతను తన 1937 పుస్తకం "జెనెటిక్స్ అడ్ ది ఆరిజన్ ఆఫ్ స్పెసియస్‌"తో జనాభా జన్యుశాస్త్రవేత్తలతో అభివృద్ధి చేయబడిన సూక్ష్మ పరిణామ స్థాపనలు మరియు విభాగ జీవ శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించిన భారీ పరిణామ నమూనాలను వేరు చేస్తూ ఒక వారధిని రూపొందించడంలో సహాయపడ్డాడు.
డోబ్జాన్స్కీ వన్య ప్రాణుల జనాభా యొక్క జన్యు వైవిధ్యాన్ని పరిశీలించాడు మరియు జనాభా జన్యుశాస్త్రవేత్తల అంచనాలకు విరుద్ధంగా ఉన్నట్లు నిరూపించాడు, ఈ జనాభాలు ఉప జనాభాల మధ్య ముఖ్యమైన తేడాలతో అధిక మొత్తంలో జన్యు వైవిధ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. ఈ పుస్తకంలో జనాభా జన్యుశాస్త్రవేత్తల అత్యధిక గణిత శాస్త్ర కృషిని, ఒక మరింత అంగీకార రూపంలో ఉంచారు. గ్రేట్ బ్రిటన్‌లో, పర్యావరణ జన్యుశాస్త్రవేత్తల్లో వైతాళికుడు E.B. ఫోర్డ్ 1930ల నుండి 1940ల వరకు మానవ రక్తం రకాలు వంటి జన్యు బహురూపకత ద్వారా జన్యు వైవిధ్యాన్ని నిర్వహించగల సామర్థ్యంతో సహా పర్యావరణ కారకాల కారణంగా ఎంపిక శక్తి ప్రదర్శనను కొనసాగించాడు. ఫోర్డ్ యొక్క కృషి జన్యు ప్రవాహంలో సహజ ఎంపిక దిశగా ఆధునిక సంశ్లేషణ అభివృద్ధి చెందుతున్న సమయంలో ఉద్ఘాటనలో ఒక మార్పుకు దోహదపడింది.