Годфри Харди (1877-1947), английский математик, и Вильгельм Вайнберг (1862-1937), немецкий врач, нашли способ связать генетическую вероятность и эволюция в начале 20 века. Харди и Вайнберг независимо работали над поиском математического уравнения для объяснения связи между генетическим равновесием и эволюцией в популяции видов.
На самом деле, Вайнберг был первым из этих двух людей, который опубликовал и прочитал лекции о своих идеях генетического равновесия в 1908 году. В январе того же года он представил свои выводы Обществу естественной истории Отечества в Вюртемберге, Германия. Работа Харди была опубликована только через шесть месяцев после этого, но он получил все признание, потому что он опубликовал на английском языке, в то время как работа Вайнберга была доступна только на немецком языке. Прошло 35 лет, прежде чем вклад Вайнберга был признан. Даже сегодня некоторые тексты на английском языке относятся только к этой идее как «закон Харди», полностью исключая работу Вайнберга.
Харди, Вайнберг и Микроэволюция
Чарльз Дарвин Теория эволюции кратко затронула благоприятные характеристики, передаваемые от родителей к потомству, но фактический механизм для этого был ошибочным. Грегор Мендель не публиковал свои работы только после смерти Дарвина. И Харди, и Вайнберг поняли, что естественный отбор произошел из-за небольших изменений в генах вида.
Основное внимание в работах Харди и Вайнберга было уделено очень маленьким изменениям на уровне генов, вызванным случайностью или другими обстоятельствами, Генофонд населения. Частота появления определенных аллелей менялась в течение нескольких поколений. Это изменение частоты аллелей было движущей силой эволюции на молекулярном уровне или микроэволюции.
Поскольку Харди был очень одаренным математиком, он хотел найти уравнение, которое предсказывало бы аллель частота в популяциях, чтобы он мог найти вероятность развития в течение ряда поколения. Вайнберг также независимо работал над тем же решением. В уравнении равновесия Харди-Вайнберга использовалась частота аллели предсказывать генотипы и отслеживать их на протяжении поколений.
Уравнение Харди Вайнберга
п2 + 2pq + q2 = 1
(p = частота или процент доминантного аллеля в десятичном формате, q = частота или процент рецессивного аллеля в десятичном формате)
Поскольку р - частота всех доминантных аллелей (), он считает все гомозиготных доминирующие лица (А.А.) и половина гетерозиготный лица (а). Аналогично, поскольку q - частота всех рецессивных аллелей (), он считает всех гомозиготных рецессивных особей (аа) и половина гетерозиготных особей (А). Следовательно, р2 обозначает всех гомозиготных доминантных особей, q2 обозначает всех гомозиготных рецессивных индивидуумов, а 2pq - все гетерозиготные индивидуумы в популяции. Все установлено равным 1, потому что все люди в популяции равны 100 процентам. Это уравнение может точно определить, произошла ли эволюция между поколениями и в каком направлении движется население.
Чтобы это уравнение работало, предполагается, что все следующие условия не выполняются одновременно:
- Мутация на уровне ДНК не происходит.
- Естественный отбор не происходит.
- Население бесконечно большое.
- Все члены населения могут размножаться и размножаться.
- Все спаривания абсолютно случайны.
- Все люди производят одинаковое количество потомства.
- Эмиграции или иммиграции не происходит.
Приведенный выше список описывает причины эволюции. Если все эти условия выполняются одновременно, то в популяции не происходит эволюции. Так как уравнение равновесия Харди-Вайнберга используется для предсказания эволюции, должен существовать механизм эволюции.