Не стану создавать отдельную тему, а то их тогда станет три.
Цель работы: Построить теорию генетики вида Equus amicus (Лошадь дружная, лат.).
Задачи:
1. Объяснить малую численность помеси "аликорн".
2. Объяснить возможность появления у особей, фенотипически соответствующих расе "земная пони", потомства, соответствующего расам "пегас" и "юникорн".
Введение:
Многие приблизились в своих исследованиях к основным положениям этой работы, а я, обучаясь на генетика, и надеясь, что это моя будущая профессия, собираюсь применить все свои знания, чтобы уточнить витающие в воздухе идеи и облечь их в строгую связную форму.
Do my best today!Выражаю благодарности:
ponyPharmacist за
5&t=18#p122Zeratul за
5&t=18#p191Троляпытень за
5&t=18&start=50#p38218Nemesisfix за
5&t=18&start=50#p56213Todash за
5&t=18&start=100#p137292Lugger за
5&t=2200
"Замечание"
Lugger писал(а):Для тех, кто в генетике не понимает объясняю. <...> (Хотя, если вы не знаете простейшую(!) генетику, то вы вряд ли поймёте)
Кто ж так делает?
Мне показалось, что здесь подтекст "Я напишу, а вы всё равно ничего не поймёте"
Чтобы всем стало
понятно последующее, представляю
"Словарь генетических терминов для брони"
Аллель — одна из двух или более альтернативных форм гена, каждая из которых характеризуется уникальной последовательностью нуклеотидов; аллели, как правило, отличаются последовательностями нуклеотидов.
Аллель дикого типа (нормальный) — нуклеотидная последовательность гена, обеспечивающая его нормальную работу.
Аллель доминантный — аллель, наличие которого проявляется в фенотипе.
Аллель мутантный — мутация, приводящая к изменению последовательности аллеля дикого типа.
Аллель рецессивный — аллель, фенотипически проявляющийся только в гомозиготном состоянии и маскирующийся в присутствии доминантного аллеля.
Аутосомы — неполовые хромосомы.
Аутосомно-доминантное наследование — тип наследования, при котором одного мутантного аллеля, локализованного в аутосоме, достаточно, чтобы признак мог быть выражен.
Аутосомно-рецессивное наследование — тип наследования признака или болезни, при котором мутантный аллель, локализованный в аутосоме, должен быть унаследован от обоих родителей.
Гамета — гаплоидная половая клетка.
Гаплоид — клетка, имеющая одну копию каждой хромосомы, специфической для своего вида.
Ген — фрагмент ДНК или РНК, содержащий генетическую информацию.
Ген-усилитель (энхансер) — короткий сегмент ДНК, который влияет на уровень проявления (экспрессии) определённых генов, увеличивая частоту инициации и транскрипции.
Генотип — генетический план организма в отличие от фенотипа, представляющего совокупность физических признаков организма или генетическая характеристика организма по одному или нескольким изучаемым локусам.
Гетерозиготный — состояние диплоидного генома, при котором на каждой из пары хромосом существуют различные аллели.
Гомозиготный — состояние диплоидного генома, при котором в каждой паре хромосом имеются две копии одного аллеля.
Гомологичный — содержащий одну и ту же последовательность генов (в хромосоме) или пар оснований (в ДНК).
Диплоид — клетка, имеющая две копии каждой хромосомы, специфической для своего вида.
Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков, например, рогу (присутствует или отсутствует) и крыльям (присутствуют или отсутствуют).
Клада — любая определенная группа, члены которой обладают общими свойствами, отличающими их от нечленов группы; например, вид и его потомство.
Лайонизация — названный так по имени предложившей его в 1962 г. английского генетика Лайон Мэри Ф. (Lyon Mary Frances), механизм инактивации одной из женских Х-хромосом путём её компактизации.
Соответствующую структуру ещё в 1949 г. обнаружили канадский анатом Барр Мюррей (Barr Murray) и его студент Бертрам в ядрах кошачьих нейронов. Структуру назвали тельце Барра, или половой хроматин.
Локус — участок ДНК (хромосомы), где расположена определённая генетическая детерминанта.
Мейоз — процесс сортировки хромосом при делении клетки, приводящей к образованию новых гаплоидных половых клеток.
Митоз — процесс сортировки хромосом при делении клетки, приводящий к образованию новых диплоидных соматических клеток.
Мутация — любое изменение структуры ДНК клетки, передаваемое потомству.
Половые клетки — клетки, соединяющиеся, чтобы дать начало новому многоклеточному организму, например сперматозоид и яйцеклетка у животных, яйцеклетка и пыльца у растений.
Равновесная популяция — популяция, у которой частоты аллелей в пуле генов не меняются в ряду поколений.
Соматические клетки — все клетки тела, кроме половых клеток.
Сцепленные с полом признаки — признаки, гены которых расположены на одной из половых хромосом, у видов с двумя половыми хромосомами.
Фенотип — физическое выражение генетического плана организма (генотипа).
Хромосомы — структуры в клеточном ядре, состоящие из плотно сконденсированной ДНК, хранящей закодированную генетическую информацию, и связанных с ней белков.
Экспрессия гена — процесс реализации информации, закодированной в гене. Состоит из двух основных стадий — транскрипции и трансляции.
Кто знает генетику, может его не открывать.
"Предки пони"
10 млн. лет до событий сериала.
Предки пони не имели рога и крыльев, предположительно напоминали отдалённо земную пони, не владели магией и речью, питались исключительно подножным кормом.
Они имели пару хромосом, которую мы назовём EE (от earth).
"Первобытные пони"
7-4 млн. лет до событий сериала.
К появлению вида Equus amicus привело удвоение пары хромосом EE.
IRL-аналогия: У человека 23 пары хромосом, у всех остальных представителей семейства Hominidae - 24 пары.
К отделению рода Homo от общего с шимпанзе предка привело слияние двух его хромосом в хромосому №2 человека.
Хромосомы человека слева, справа — шимпанзе. Геномы человека и шимпанзе совпадают на 98,7%, хромосомы 13 у нас идентичны.
Именно симпатрическое видообразование путём репродуктивной изоляции в результате хромосомной перестройки явилось причиной резкого развития человека. Нет оснований отрицать, что эффект удвоения хромосом резко отличается от эффекта слияния хромосом.
Геномные мутации всегда оказывают решающее влияние на развитие новообразованного вида.
Положительным или отрицательным будет это влияние, предсказать невозможно.
В случае человека и пони оно оказалось положительным.Первобытные пони овладели речью и производством примитивных орудий труда. Они занимались собирательством, готовкой простейших блюд, постройкой простейших жилищ, изготовлением простейших произведений искусства.
За 3 млн. лет эволюции в двух парах хромосом накопились различные мутации, и они стали разными парами хромосом.
Запишем генотип первобытной земной пони так: E
1E
1E
2E
2.
"Период расовой раздробленности"
Последние 4 млн. лет до начала событий, описываемых в сериале.
Возникновение географических преград (горных хребтов, морских проливов и пр.) или простое расселение привело к разделению популяции первобытных пони на три изолированных популяции.
IRL-аналогия: Сегодня большинство ученых придерживаются теории африканского происхождения человека и считают, что Homo sapiens повился на Юго-Востоке Африки около 200 тыс. лет назад и расселился оттуда по всей планете. Различные расы человека образовались уже в разных условиях обитания.
В одной из популяций освоили магию земных пони, письменность и земледелие, в связи с этим началось бурное развитие культуры, в результате чего естественный отбор минимизировался точнее, он был стабилизирующим, и расе земных пони удалось сохранить исходный генотип: E1E1E2E2.
В другой популяции произошла мутация в хромосоме первой пары. Эта мутация приводила к образованию зачатков крыльев. Но 90% мутаций (полезных и вредных) являются рецессивными. Рецессивные аллели обозначаются маленькими буквами, обозначим её p (от pegasus). Это значит что её носитель с генотипом E1pE2E2 выглядел неотличимо от земной пони. Причина в том, что энхансер настроен на усиление дикого гена, и когда он присутствует, слабое усиление мутантного гена не заметно. Только когда оба алелля мутантных, оставшимся от диких энхансерам усиливать нечего, и остаётся лишь слабое проявление мутантного гена. При этом хромосомы второй пары потеряли способность доминировать над первыми ещё на предыдущем этапе. Так или иначе, носителю этой мутации удалось выжить и передать её половине своих потомков. Каждому из них ещё половине. Но крыльев ещё ни у кого не появлялось. Когда концентрация мутации достигла существенного уровня, и двое её носителей встретились, вероятность родить особь с крылышками у них была 25%. Рано или поздно эта вероятность осуществилась. Даже если первым обладателям не удалось выжить, они потом стали появляться снова и снова, из-за того, что гетерозиготы никуда не исчезали. По видимому, маленькие крылышки (как у Scootaloo) не слишком мешали выживанию их носителя. Как только они стали хоть немного (даже для увеличения длинны прыжков) помогать, отбор резко пошёл в пользу их обладателей. Для тех, кто сомневается в возможности возникновения пегасов эволюционным путём: посмотрите на биологический прогресс класса Птицы. Роль крыльев в спасении от хищников и поиске пищи не возможно переоценить. Homo erectus развился в Homo sapiens за 2 млн. лет, так что пегасы вполне могли отрастить крылья и развить навыки полёта, освоить магию воздуха за 4 млн. лет. Возможно, здесь сработал эффект культурного усиления, и особи с крыльями стали более привлекательны для размножения, чем без. Ведь польза от крыльев очевидна. Поэтому носители доминантного аллеля E1 без крыльев отсеивались и полностью отсеялись. Популяция пегасов стала однородной с генотипом ppE2E2.
В третьей популяции произошла опять рецессивная мутация u (от unicorn) во второй паре хромосом. Опять рог не мешает выживанию, потом его польза и привлекательность очевидна. Единороги развивали свою магию и стали генетически однородными E1E1uu.
"Период объёдинения"
Подробное описание данного периода не входит в задачи данной работы и должно являться целью специального исторического исследования.
Важно лишь, что все три расы снова встретились на общей территории.
Характерно, что культуру вообще и письменность в частности пегасам и единорогам подарили земные пони. С их-то стремлением к колонизации земель, они, возможно, обнаружили тех в горах/лесах в полупервобытном состоянии, занимавшихся выживанием.
Напомню, что вышеописанные генные мутации не приводят к видообразованию, но вместе с изоляцией это был процесс самого настоящего аллопатрического видообразования, который прервался объединением. Если бы изоляция продолжилась подольше, в случае с человеком раз в 20, расы стали бы отдельными видами.
Собравшись вместе, пони приступили к межрасовому скрещиванию.
Что удивительного? Люди тоже сразу приступили к межрасовому истреблению и скрещиванию.Рог и крылья наследуются аутосомно-рецессивно.
Генотипы:
Чистокровная земная пони: E
1E
1E
2E
2.
Чистокровный пегас: ppE
2E
2.
Чистокровный единорог: E
1E
1uu.
Рассмотрим скрещивание чистокровного пегаса с чистокровным единорогом:
Они дают по одному типу гамет, и по I закону Менделя потомство получается единообразным.
Гаметы пегаса: pE
2Гаметы единорога: E
1u
Потомство: E
1pE
2u
При скрещивании чистокровного пегаса с чистокровным единорогом 100% потомства получается земными пони по фенотипу, дигетерозиготными по генотипу.
Теперь скрестим таких пони между собой:
У нас появилось два новых типа гамет:
E
1E
2 и pu
Построим решётку Пеннета для дигибридного скрещивания:
Ячейки, обозначающие земных пони, закрашены оранжевым, пегасов - голубым, единорогов - фиолетовым, аликорнов - не закрашена.
Из неё видно, что пегас и единорог в потомстве могут появится у дигетерозиготных земных пони, то есть каждого родителя, являющегося потомком пегаса и единорога, или таких же дигетерозиготных пони.
Вероятность этого 3, 52%.
Кроме того
только, ещё пегас и единорог в потомстве могут появится у пегаса и единорога, гетерозиготных по другой паре хромосом. Вероятность этого 6, 25%
Только у двух рогатых не может родится безрогий, а у двух крылатых - бескрылый, ибо ни у кого из родителей не будет гомологичной аллели земной пони, чтобы подавлять развитие соответствующего признака.
Если Mr. and Mrs. Cake решаться на ещё одного ребёнка, вероятность того, что тот окажется аликорном 6,25%.
Перед тем, как перейти к объяснению малого количества аликорнов, считаю важным сделать пару уточнений:
Уже
понятно, что родителями аликорнов являются помеси других рас пони, а не наоборот.
И Celestia это первый аликорн.
А Luna не намного её младше, ведь их родители не могли долго жить, чтобы обеспечить им большую разницу в возрасте.
Причина малого количества аликорнов — Ассортативность браков – неслучайное заключение браков на основе сходства по любым факторам. В некоторых обществах существует положительная брачная ассортативность по вероисповеданию. Вследствие этого возникает относительная репродуктивная изоляция между разными группами верующих. В самом деле, единорогу будет интереснее с единорогом, а пегасу - с пегасом. Как у нас ночные прогулки, так у них - ночные полёты, а единороги могут вместе поколдовать. Об этом уже было достаточно сказано, да оно и очевидно без доказательства.
Ещё я положил, что ассортативность браков равномерна для всей популяции. Это значит, что в каждой расе одинаковый процент пони предпочитает партнёра своей расы. Назовём эту долю a. В противном случае не возможно было бы ничего точно рассчитать.
Нет доказательств, что ассортативность браков имела место быть, но и
не было повода это отрицать.
Также, я предположил, что во время Селестии численность популяции существенно не изменилась.
Посчитаем, сколько сейчас каких пони:
Аликорнов: 3
Никакие модификации генетику не интересуют, а только статус по рождению.
Пегасов: 148
Единорогов: 101
далматинецЗемных пони: 337
Также я исключил Доктора Ктопыто.
Сумма: 589
Правило Харди – Вайнберга гласит, что для идеальной популяции – бесконечно большой, генетически изолированной, в которой отсутствует мутационный процесс и выполняется условие панмиксии (случайного скрещивания), соотношение частот аллелей одного гена в генофонде популяции сохраняется постоянным p + q = 1. Если же в популяции отсутствует и естественный отбор, то сохраняется постоянным и соотношение частот генотипов, зависящее от частот аллелей.
(р^2АА:2рqАа:q^2аа)
Замечательно, что частоты аллелей рога или крыльев равны долям единорогов и пегасов в исходной популяции, популяция предпочитающих не свою расу панмиксна и изолированна от популяций предпочитающих свою, а приближение к бесконечности применяется для любых реальных популяций.
Составим систему уравнений:
p^2*u^2*(1-a)/589^3=3;
p*a+(p^2)/(589*(1-a))=151;
u*a+(u^2)/(589*(1-a))=104.
Ответ: p = 194; u = 153; a = 0.305
Здесь p и u это количества пегасов и единорогов в объединённой популяции.
Посчитаем ещё количество земных пони e=589-194-153=242.
Тех, кто предпочитал иноземцев было: E 168, P 135, U 106.
Повезло, что эти числа удовлетворяют неравенству треугольника, иначе вся теория рухнула бы.А теперь представим, что, если пони не имели бы никаких половых расовых предпочтений.
Гомогамия - реалный термин, синонимичный "ассортативность браков".
Термин гомогамия обычно употребляется для обозначения
тенденции заключения браков между людьми, обладающими некоторыми общими или
сходными характеристиками — социальными, психологическими, физическими и
т.д.
В каждой расе процент пони, образующих гомогамные пары, равнялся бы проценту этой расы во всей популяции.
Для земных пони это 41%. Для пегасов 33%. А уравнения показывают, что 30,5%
Это значит, что они вообще имели отрицательную ассортативность - внутрирасовых скрещиваний ещё меньше, чем если бы это происходило случайно.
Неожиданный результат!
Времена до Селестии ждут своего иследователя.
Пора вводить летоисчисление До Рождества Селестии/После Рождества Селестии.
"Вспомнилось"
Производя этот расчёт
Давным-давно жил старик, который, умирая, оставил своим трём сыновьям 19 верблюдов. Он завещал старшему сыну половину, среднему - четвёртую часть, а младшему - пятую. Не сумев найти решения самостоятельно братья обратились к мудрецу.
- Нет ничего проще, - ответил мудрец. - Возьмите моего верблюда и идите домой.
Братья дома легко разделили 20 верблюдов пополам, на четыре части и на пять частей: старшему досталось 10 верблюдов, среднему 5, а младшему 4 верблюда. При этом один верблюд остался. Братья обратно пошли к мудрецу и пожаловались, что один верблюд - лишний.
- Это не лишний, сказал мудрец, - это мой верблюд. Верните его и идите домой.
Живут пони:
Пегасов 25%
Единорогов 17%
Земных 57%
А не хватает 1%
При расчёте частоты аллеля крылатости считайте аликорнов за пегасов, а рогатости - за единорогов, благо наследуются они независимо.
А так получилось 3 лишних пони.
Это не лишние, это - аликорны, их тогда не было.
"Заключение, или Ещё об аликорнах"
Посмотря на генотип аликорнов, можно заметить, что у них совсем не осталось исходных аллелей от земных пони.
Когда остались только мутантные аллели, их носители вообще могли быть нежизнеспособными.
Объяснить высокий рост можно попытаться тем, что не осталось работающего гена соматостатина, все покоцались.
Но это не входило в задачи исследования.
С их долгожительством я ничего не могу поделать, потому что официальная наука пока не обладает теорией старения человека.
Учёные надеются, что ген старения существует и ищут его. Узнайте больше skq-project.ru
У аликорнов ген старения сломался.
Вывод: Построена теория генетики пони, объясняющая указанные в задачах факты.
"Список литературы"
1. rusdocs.com/genetika-slovar-terminov
2. ru.wikipedia.org/wiki/Список_генетических_терминов
3. ru.wikipedia.org/wiki/Видообразование
4. en.wikipedia.org/wiki/Chimpanzee_Genome_Project
5. ru.wikipedia.org/wiki/Ранние_миграции_человека
6. ru.wikipedia.org/wiki/Доминантность
7. Мэтт Ридли - "Геном" Москва, Эксмо 2009.
8. old.kpfu.ru/f1/neuro/AutoPlay/Docs/index.html?02_03.htm
9. ru.numberempire.com/equationsolver.php
10. Калаев В.Н. Клинико-генеалогический и популяционно-статистический методы генетики человека. Воронеж, ВГУ 2008
11. mlp.wikia.com/wiki/List_of_ponies
12. works.tarefer.ru/74/100369/index.html