วิวัฒนาการและพันธุศาสตร์ประชากร: แบบฝึกหัด

บุคคลใดเป็นผู้นำเสนอทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (Theory of Natural Selection) ร่วมกับชาร์ลส์ ดาร์วิน (Charles Darwin)?

พืชชนิดสปีชีส์ \(A\) มีจำนวนโครโมโซม \(2n = 14\) ผสมพันธุ์กับพืชชนิดสปีชีส์ \(B\) ซึ่งมีจำนวนโครโมโซม \(2n = 16\) ได้ลูกผสมชั่วรุ่นแรก (\(F_1\)) ที่เป็นหมัน ต่อมาเกิดการจำลองตัวเองของโครโมโซมเพิ่มขึ้นหนึ่งเท่าตัวโดยไม่มีการแบ่งเซลล์จนกลายเป็นสปีชีส์ใหม่ที่สามารถสืบพันธุ์ได้ตามปกติ กระบวนการนี้เรียกว่าอะไร และพืชสปีชีส์ใหม่จะมีจำนวนโครโมโซมเท่าใด

ในประชากรแกะแห่งหนึ่งที่อยู่ในสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก สีขนถูกควบคุมด้วยยีน 1 ตำแหน่งบนออโตโซมที่มี 2 แอลลีล โดยแอลลีลขนสีขาว ($W $) ข่มแอลลีลขนสีดำ ($w $) อย่างสมบูรณ์ จากการสำรวจประชากรแกะทั้งหมด 2,000 ตัว พบแกะขนสีดำ 180 ตัว หากเกิดการคัดเลือกพันธุ์โดยคัดแกะขนสีดำออกจากฝูงทั้งหมด จงคำนวณหาความถี่ของแอลลีลขนสีดำ ($w $) ในรุ่นถัดไป เมื่อแกะขนสีขาวที่เหลืออยู่ผสมพันธุ์กันแบบสุ่ม

ข้อใดไม่ใช่เงื่อนไขของประชากรที่อยู่ในภาวะสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก (Hardy-Weinberg equilibrium)

การเกิดสปีชีส์ใหม่ในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์เดียวกัน (Sympatric speciation) ในพืชมักเกิดขึ้นผ่านกลไกใดเป็นสำคัญ

ในประชากรที่อยู่ในสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก (Hardy-Weinberg equilibrium) หากกำหนดให้ความถี่ของแอลลีลเด่น \( (p) \) เท่ากับ 0.7 ความถี่ของจีโนไทป์แบบเฮเทอโรไซกัส (Heterozygote frequency) จะมีค่าเท่าใด

ในประชากรแมลงหวี่กลุ่มหนึ่งซึ่งอยู่ในสภาวะสมดุลของฮาร์ดี-ไบรน์แบร์ก (Hardy-Weinberg equilibrium) พบว่ายีนที่ควบคุมลักษณะสีตัวมีแอลลีลเด่น \(A\) (สีเทา) และแอลลีลด้อย \(a\) (สีดำ) โดยมีความถี่ของแอลลีล \(a\) เท่ากับ \(0.4\)

ก) จงคำนวณหาความถี่ของจีโนไทป์ที่เป็นฮอมอไซกัสเด่น (\(AA\)), เฮเทอโรไซกัส (\(Aa\)) และฮอมอไซกัสด้อย (\(aa\)) ภายในประชากรนี้ (1 คะแนน)
ข) หากเกิดโรคระบาดส่งผลให้อัตราการรอดชีวิตของแมลงหวี่ที่มีจีโนไทป์ \(aa\) ลดลงเหลือเพียง \(50\%\) (ความสามารถในการอยู่รอดหรือ Fitness ของ \(aa\) = \(0.5\) ในขณะที่ \(AA\) และ \(Aa\) มี Fitness = \(1.0\)) จงหาความถี่ของแอลลีล \(a\) ในรุ่นถัดไป (2 คะแนน)
ค) จากเหตุการณ์ในข้อ (ข) ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลผ่านกระบวนการใด และจะมีผลต่อความหลากหลายทางพันธุกรรมของประชากรในระยะยาวอย่างไร (2 คะแนน)