Selektion och fitness (och hur allelfrekvenser förändras av det)

Question 1

Vad är riktad selektion?

Answer 1

Riktad selektion: selektion i en riktning, en allel som är bättre än någon annan allel

Question 2

Vad är fitness?

Answer 2

Fitness = bidrag till nästa generations allelpool.

Den genotyp som har högst fitness är den som är bäst på att föra vidare sina gener till nästkommande generationer.

Question 3

Riktad selektion, fitness

Genotyp: AA Aa aa

Varje A-allel ger +10 stycken ungar

Varje A-allel ger -5 procentenheter överlevnad hos ungarna

Vad blir antal födds ungar?
% överlevnad hos ungarna?
antal avkommor som blivit vuxna?

Vilken genotyp har högst fitness?

Answer 3

antal födda ungar: 100 90 80

% överlevnad hos ungarna: 90% 95% 100%

antal avkommor som blivit vuxna: 90 85 80

antal avkommor som blir vuxna avgör genotypens fitness: den genotyp som har högst fitness är AA

Selektionen gör att den allel som har högst medel-fitness (här A-allelen) ökar i frekvens i populationen

Question 4

Hur räknar man ut antal avkommor som blir vuxna?

Answer 4

för att räkna ut antal avkommor som blir vuxna så tar man antal födda ungar gånger överlevnaden

antal avkommor som blir vuxna avgör genotypens fitness

Question 5

Selektionens koppling till allel och medel-fitness?

Answer 5

Selektionen gör att den allel som har högst medel-fitness ökar i frekvens i populationen

Question 6

Riktad selektion
Selektion för allelen A1, genotypen A2A2 har t.ex. ökad risk att dö av någon sjukdom

Genotyp A1A1, A1A2 , A2A2

Vad är initial frekvens, Selektionskoefficient, fitness och bidrag till nästa generation?

Vilken allel är dominant?

Answer 6

Genotyp: A1A1 A1A2 A2A2

Initial frekvens: p2 2pq q2

Selektionskoefficient: s

Fitness: W11=1 W12=1 W22=1‐s

Bidrag till nästa generation p2 2pq (1­‐s)q2

I detta fall är A1 dominant över A2, eftersom A1A1 och A1A2 har samma fitness

Question 7

Vad är initial frekvens?

Answer 7

Initial frekvens är den frekvens som finns i början då individerna föds, dvs HW frekvenser innan det skett någon selektion eller liknande

Question 7

Vad är Selektionskoefficient (s)?

Answer 7

Selektionskoefficient (s) talar om hur stark selektionen är

Question 8

Hur räknas fitness (W) ut?

Answer 8

Fitness (W) räknas ut som 1-s

Question 9

Hur räknas bidrag till nästa generation ut?

Answer 9

Bidrag till nästa generation räknas ut som initial frekvens gånger fitness

Question 10

Vad är skillnaden på Selektionskoefficienten (s) och Selektionsdifferensen (S)?

Answer 10

OBS! Selektionskoefficienten, s, är inte samma sak som selektionsdifferensen, S.

Selektionskoefficient (s) talar om hur stark selektionen är

Selektionsdifferensen (S) talar om hur stor skillnad det är mellan den grupp man har selekterat till föräldrar i nästa generation och de medelvärden i generationen som de valdes ifrån

Question 11

Vad kan man räkna ut kopplat till alleler med hjälp av selektionskoefficient?

Answer 11

Kan med hjälp av selektionskoefficient räkna ut förändring i allelfrekvens pga selektion

Question 12

När är selektionskoefficienten högre?

Answer 12

Selektionskoefficienten kan vara mycket högre med avel än med naturlig selektion (starkare selektion)

Question 13

När påverkas en allel av selektionen?

Answer 13

En allel påverkas av selektionen om s > 1/N. Då har selektionen större effekt än genetisk drift.

s = selektionskoefficient

N = effektiv populationsstorlek

Question 14

Vad är balanserande selektion?

Answer 14

Balanserande selektion: då har man inte en genotyp eller allel som är bättre än den andra som i riktad selektion, utan man har balanserande så att fler alleler kan bibehållas.

Question 15

Balanserande selektion

Selektion för genotypen A1A2 som t.ex. har bättre immunförsvar och större chans att överleva sjukdomar

Genotyp A1A1, A1A2, A2A2

Vad blir initial frekvens, selektionskoefficient, fitness och bidrag till nästa generation? Vad innebär dessa?

Vilka alleler kommer att bevaras?

Answer 15

Initial frekvens: p2 2pq q2

Selektionskoefficient: s=0,05 s=0,05

Fitness: W11=0,95 W12=1 W22=0,95

Bidrag till nästa generation: 0,95p2 2pq 0,95q2

• Selektionskoefficienten är 0,05 för båda homozygoterna, dvs att de är lika mycket sämre än heterozygoten
• Heterozygoten har fitness 1 medan homocygoterna har fitness 0,95, dvs att heterozygoten har högst fitness
• Bidrag till nästa generation räknas ut genom att ta initial frekvens gånger fitness. För homozygoterna minskar den medan den bibehålls för heterozygoten.

I detta fall har heterozygoten högst fitness och båda allelerna kommer att bevaras i populationen

Question 16

Selektion mer generellt
Mer generellt exempel
Genotyp: A1A1 A1A2 A2A2

Initial frekvens: p2 2pq q2

Selektionskoefficient: s1 s2

Fitness w11=1­‐s1 w12=1 w22=1‐s2

Vad blir bidrag till nästa generation?

Answer 16

Bidrag till nästa generation: (1­‐s1)p2 2pq (1‐s2)q2

• Selektionen mot den ena homozygoten är s1 och mot den andra s2
• Fitnessen är 1-s, och blir således 1-s1 för den första homozygoten och 1-s2 för den andra, medan heterozygoten erhåller 1 (pga inget s)
• Bidrag till nästa generation (initial frekvens gånger fitness) blir (1-s1)p2 för den första homozygoten, (1-s2)q2 för den andra och för heterozygoten erhålls 2pq.
• I det här fallet, om både s1 och s2 är större än 0 så att vi har balanserande selektion, så är ändå den ena homozygoten lite bättre än den andra.
• Beroende på vilka värden man har på dessa selektionskoefficienterna och vilka allelfrekvenser man har från början, så kan man räkna ut vad som kommer att hända med allelfrekvenserna.
• Om s1 = s2 får vi samma situation som på förra sidan