Tiere und Natur

Was ist das Hardy-Weinberg-Prinzip?

Godfrey Hardy (1877-1947), ein englischer Mathematiker, und Wilhelm Weinberg (1862-1937), ein deutscher Arzt, fanden beide im frühen 20. Jahrhundert einen Weg, genetische Wahrscheinlichkeit und Evolution miteinander zu verbinden . Hardy und Weinberg arbeiteten unabhängig voneinander daran, eine mathematische Gleichung zu finden, um den Zusammenhang zwischen genetischem Gleichgewicht und Evolution in einer Artenpopulation zu erklären.

Tatsächlich war Weinberg der erste der beiden Männer, der 1908 seine Ideen zum genetischen Gleichgewicht veröffentlichte und referierte. Im Januar dieses Jahres präsentierte er seine Ergebnisse der Gesellschaft für Naturgeschichte des Vaterlandes in Württemberg. Hardys Werk wurde erst sechs Monate später veröffentlicht, aber er erhielt die volle Anerkennung, weil er in englischer Sprache veröffentlichte, während Weinbergs nur in deutscher Sprache erhältlich war. Es dauerte 35 Jahre, bis Weinbergs Beiträge anerkannt wurden. Noch heute beziehen sich einige englische Texte nur auf die Idee als „Hardy’s Law“, was die Arbeit von Weinberg völlig außer Acht lässt.

 

Hardy und Weinberg und Microevolution

Charles Darwins Evolutionstheorie ging kurz auf günstige Eigenschaften ein, die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben wurden, aber der eigentliche Mechanismus dafür war fehlerhaft. Gregor Mendel veröffentlichte seine Arbeit erst nach Darwins Tod. Sowohl Hardy als auch Weinberg verstanden, dass die natürliche Selektion aufgrund kleiner Veränderungen in den Genen der Spezies erfolgte.

Der Schwerpunkt von Hardys und Weinbergs Arbeiten lag auf sehr kleinen Veränderungen auf Genebene, entweder aufgrund von Zufällen oder anderen Umständen, die den Genpool der Bevölkerung veränderten. Die Häufigkeit, mit der bestimmte Allele auftraten, änderte sich über Generationen. Diese Frequenzänderung der Allele war die treibende Kraft hinter der Evolution auf molekularer Ebene oder der Mikroevolution.

Da Hardy ein sehr begabter Mathematiker war, wollte er eine Gleichung finden, die die Allelfrequenz in Populationen vorhersagt, damit er die Wahrscheinlichkeit der Evolution über mehrere Generationen hinweg ermitteln kann. Weinberg arbeitete auch unabhängig auf dieselbe Lösung hin. Die Hardy-Weinberg-Gleichgewichtsgleichung verwendete die Häufigkeit von Allelen. um Genotypen vorherzusagen und sie über Generationen hinweg zu verfolgen.

 

Die Hardy-Weinberg-Gleichgewichtsgleichung

p 2 + 2pq + q 2=1

(p=Häufigkeit oder Prozentsatz des dominanten Allels im Dezimalformat, q=Häufigkeit oder Prozentsatz des rezessiven Allels im Dezimalformat)

Da p die Häufigkeit aller dominanten Allele ( A ) ist, zählt es alle homozygoten dominanten Individuen ( AA ) und die Hälfte der heterozygoten Individuen ( A a). Da q die Häufigkeit aller rezessiven Allele ( a ) ist, werden auch alle homozygoten rezessiven Individuen ( aa ) und die Hälfte der heterozygoten Individuen (A a ) gezählt. Daher steht p 2 für alle homozygoten dominanten Individuen, q 2 steht für alle homozygoten rezessiven Individuen und 2pq steht für alle heterozygoten Individuen in einer Population. Alles wird auf 1 gesetzt, weil alle Personen in einer Bevölkerung 100 Prozent entsprechen. Diese Gleichung kann genau bestimmen, ob zwischen den Generationen eine Evolution stattgefunden hat oder nicht und in welche Richtung sich die Bevölkerung bewegt.

Damit diese Gleichung funktioniert, wird davon ausgegangen, dass nicht alle folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:

  1. Eine Mutation auf DNA-Ebene tritt nicht auf.
  2. Natürliche Selektion findet nicht statt.
  3. Die Bevölkerung ist unendlich groß.
  4. Alle Mitglieder der Bevölkerung können züchten und züchten.
  5. Alle Paarungen sind völlig zufällig.
  6. Alle Individuen bringen die gleiche Anzahl von Nachkommen hervor.
  7. Es findet keine Auswanderung oder Einwanderung statt.

Die obige Liste beschreibt die Ursachen der Evolution. Wenn alle diese Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind, findet in einer Population keine Entwicklung statt. Da die Hardy-Weinberg-Gleichgewichtsgleichung zur Vorhersage der Evolution verwendet wird, muss ein Mechanismus für die Evolution stattfinden.

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