מהו עקרון הרדי-וויינברג?

גודפרי הרדי (1877-1947), מתמטיקאי אנגלי, ווילהלם ויינברג (1862-1937), רופא גרמני, מצאו שניהם דרך לקשר בין הסתברות גנטית אבולוציה בראשית המאה העשרים. הרדי ווינברג עבדו באופן עצמאי על מציאת משוואה מתמטית כדי להסביר את הקשר בין שיווי משקל גנטי לאבולוציה באוכלוסיית מינים.

למעשה, וויינברג היה הראשון מבין שני הגברים שפרסם והרצה על רעיונותיו לגבי שיווי משקל גנטי בשנת 1908. הוא הציג את ממצאיו בפני החברה לתולדות הטבע של המולדת בווירטמברג, גרמניה בינואר של אותה השנה. עבודתו של הרדי לא פורסמה רק כחצי שנה לאחר מכן, אך הוא קיבל את כל ההכרה מכיוון שפרסם בשפה האנגלית בעוד שוויינברג היה זמין רק בגרמנית. לקח 35 שנה עד להכרה בתרומותיו של וויינברג. גם בימינו, חלק מהטקסטים באנגלית מתייחסים רק לרעיון כ"חוק של הרדי ", ומוזלים לחלוטין את יצירתו של ויינברג.

של צ'רלס דארווין תיאוריית האבולוציה נגעה בקצרה במאפיינים חיוביים שהועברו מהורים לצאצאים, אך המנגנון בפועל לכך היה פגום. גרגור מנדל לא פרסם את עבודתו אלא לאחר מותו של דארווין. גם הרדי וגם וויינברג הבינו שהברירה הטבעית התרחשה בגלל שינויים קטנים בגנים של המין.

המוקד ביצירותיו של הרדי ווינברג היה בשינויים קטנים מאוד ברמת גנים, בגלל מקריות או נסיבות אחרות ששינו את מאגר גנים של האוכלוסייה. התדירות בה הופיעו אללים מסוימים השתנתה לאורך דורות. שינוי זה בתדירות האללים היה הכוח המניע את האבולוציה ברמה מולקולרית, או מיקרו-התפתחות.

מכיוון שהרדי היה מתמטיקאי מחונן מאוד, הוא רצה למצוא משוואה שתנבא אלל תדירות באוכלוסיות כך שיוכל למצוא את ההסתברות להתפתחות בקרב מספר דורות. וויינברג פעל גם באופן עצמאי למען אותו פיתרון. משוואת שיווי המשקל הארדי-וויינברג השתמשה בתדירות של אללים לחזות גנוטיפים ולעקוב אחריהם לאורך דורות.

ע² + 2 נק '+ ש² = 1

(p = התדר או האחוז של האלל הדומיננטי בפורמט עשרוני, q = התדר או האחוז של האלל הרססיבי בפורמט עשרוני)

מכיוון ש- p הוא התדר של כל האללים הדומיננטיים (א), זה סופר את כל ה- הומוזיגוטי אנשים דומיננטיים (א.א.) ומחצית ה - הטרוזיגוטי אנשים (אא). באופן דומה, מכיוון ש q הוא התדר של כל האללים הרססיביים (א), זה סופר את כל האנשים הרססיביים ההומוזיגוטים (aa) ומחצית מהאנשים ההטרוזיגוטים (אא). לפיכך, ע² מייצג את כל האנשים ההומוזיגיים הדומיננטיים, ש² מייצג את כל הפרטים הרססיביים ההומוזיגוטים, ו- 2pq הם כולם פרטים הטרוזיגוטיים באוכלוסייה. הכל מוגדר שווה ל 1 מכיוון שכל האנשים באוכלוסייה שווים למאה אחוז. משוואה זו יכולה לקבוע במדויק אם התרחשה אבולוציה בין דורות ובין אם לאיזה כיוון פונה האוכלוסייה.

על מנת שמשוואה זו תעבוד, ההנחה היא כי לא מתקיימים כל התנאים הבאים בעת ובעונה אחת:

1. מוטציה ברמת DNA אינה מתרחשת.
2. ברירה טבעית לא מתרחש.
3. האוכלוסייה גדולה עד אינסוף.
4. כל בני האוכלוסייה מסוגלים להתרבות ולהתרבות.
5. כל ההזדווגות אקראית לחלוטין.
6. כל האנשים מייצרים את אותו מספר צאצאים.
7. אין עלייה או עלייה.

הרשימה לעיל מתארת ​​את הסיבות להתפתחות. אם מתקיימים כל התנאים הללו בו זמנית, אין התפתחות המתרחשת באוכלוסייה. מכיוון שמשוואת שיווי משקל הארדי-וויינברג משמשת לחיזוי אבולוציה, בוודאי שקורה מנגנון להתפתחות.