PL 
EnglishDomyślny
Українська🧬 Genetyka populacyjna
Ustaw dostosowanie alleli, tempo mutacji i liczebność populacji, a potem obserwuj, jak równowaga Hardy'ego-Weinberga ugina się pod selekcją i dryfem genetycznym.
O tej symulacji
Ta symulacja uruchamia model Wrighta-Fishera o dyskretnych pokoleniach dla pojedynczego genu z dwoma allelami, A i a. Każde pokolenie stosuje dobór naturalny na podstawie wartości dostosowania genotypów w_AA, w_Aa i w_aa, następnie opcjonalną mutację z tempem μ, a potem opcjonalny dryf genetyczny poprzez ponowne losowanie dwumianowe 2N alleli z nowej częstości allelu — dzięki czemu możesz obserwować, jak równowaga Hardy'ego-Weinberga utrzymuje się lub załamuje wraz ze zmianą wielkości populacji i presji selekcyjnej.
🔬 Co pokazuje
Częstość allelu p (dla A) i q = 1−p (dla a) wykreśloną w kolejnych pokoleniach, wraz z żywymi słupkami częstości genotypów AA, Aa i aa. Dobór przesuwa p w każdym pokoleniu poprzez Δp wyznaczone różnicami dostosowania genotypów ważonymi średnim dostosowaniem w̄; dryf dodaje losowy szum próbkowania ze skończonej populacji o wielkości N; mutacja przesuwa p w stronę q z tempem μ.
🎮 Jak korzystać
Ustaw liczebność populacji N (10–1000), trzy suwaki dostosowania genotypów w_AA/w_Aa/w_aa (0–2) oraz tempo mutacji μ, a następnie naciśnij Uruchom. Przełącz dryf genetyczny, by porównać zaszumioną skończoną populację z gładką, deterministyczną krzywą doboru. Wypróbuj cztery presety — Neutralny dryf, Przewaga dominująca, Przewaga heterozygoty (anemia sierpowata) i Letalny recesywny — lub kliknij Dodaj mutację, by ręcznie zaburzyć p.
💡 Czy wiesz, że?
Preset Przewaga heterozygoty modeluje realną biologię: na obszarach endemicznych dla malarii allel anemii sierpowatej utrzymuje się przy zaskakująco wysokiej częstości, ponieważ nosiciele Aa lepiej opierają się malarii niż homozygoty AA czy aa — to równowaga zwana naddominacją lub selekcją balansującą. Tymczasem prawdopodobieństwo, że dowolny pojedynczy neutralny allel ostatecznie utrwali się wyłącznie przez dryf, wynosi dokładnie 1/(2N) — mniejsze populacje tracą różnorodność znacznie szybciej niż duże.
Często zadawane pytania
Jakiego modelu używa ta symulacja do zmiany częstości alleli?
Wykorzystuje model dyskretnych pokoleń w stylu Wrighta-Fishera. W każdym pokoleniu bieżąca częstość allelu p jest najpierw aktualizowana przez dobór naturalny na podstawie wag dostosowania w_AA, w_Aa i w_aa, następnie mutacja przesuwa p w stronę q z tempem μ, a na końcu, jeśli włączony jest dryf genetyczny, 2N nowych alleli jest losowanych dwumianowo z tej zaktualizowanej częstości, symulując szum próbkowania skończonej populacji.
Jak symulacja oblicza wpływ doboru naturalnego?
Średnie dostosowanie populacji wynosi w̄ = p²·w_AA + 2pq·w_Aa + q²·w_aa. Nowa częstość A to pNew = (p²·w_AA + pq·w_Aa) / w̄ — klasyczne równanie doboru dla jednego locus w losowo kojarzącej się populacji diploidalnej. Jeśli w_AA jest największe, A dąży do utrwalenia; jeśli w_Aa jest największe (przewaga heterozygoty), p ustala się w stabilnej równowadze wewnętrznej zamiast się utrwalać.
Czym jest dryf genetyczny i jak jest tu modelowany?
Dryf genetyczny to losowa zmiana częstości alleli spowodowana przypadkowym próbkowaniem skończonej liczby rodziców w każdym pokoleniu. Symulacja modeluje go, losując 2N alleli (jedna próba dwumianowa na allel, każda z prawdopodobieństwem pNew bycia A) i wykorzystując wynikowy ułamek jako częstość następnego pokolenia. Mniejsze N daje wyraźnie bardziej szumowe, chaotyczne trajektorie p i może doprowadzić allel do pełnego utrwalenia (p=1) lub utraty (p=0) nawet bez żadnej przewagi selekcyjnej.
Dlaczego preset Przewaga heterozygoty (anemia sierpowata) nie prowadzi do utrwalenia?
Ten preset ustawia w_Aa powyżej zarówno w_AA, jak i w_aa (0,8, 1,3 i 0,4 w symulacji), co jest naddominacją, czyli przewagą heterozygoty. Ponieważ nosiciele jednej kopii każdego allelu są najlepiej dostosowanym genotypem, dobór nie może utrwalić żadnego z alleli — przesunięcie p w stronę 1 obniża częstość najlepiej dostosowanego genotypu Aa, i to samo dzieje się przy przesunięciu p w stronę 0. Populacja zamiast tego ustala się w stabilnej równowadze wewnętrznej, odzwierciedlając to, jak allel anemii sierpowatej przetrwał w populacjach ludzkich narażonych na malarię.
Co reprezentuje linia odniesienia równowagi Hardy'ego-Weinberga?
Równowaga Hardy'ego-Weinberga opisuje częstości genotypów p², 2pq i q², które populacja utrzymywałaby wiecznie przy braku doboru, mutacji, dryfu i migracji — to wyidealizowany punkt odniesienia, a nie prognoza tego, co powinno się tu wydarzyć. Przerywana linia przy p=0,5 oraz odczyt oznaczony „HWE oczekiwane (AA)” pozwalają porównać rzeczywistą trajektorię populacji z tym oczekiwaniem zerowym, uwidaczniając, kiedy i jak silnie dobór lub dryf odciągają populację od równowagi.