Lexikon der Biologie: Populationsgenetik
Populationsgenetikw [von *population- , Genetik], Evolutionsgenetik, Forschungszweig der Genetik, der sich nicht mit dem Individuum, sondern mit den genetischen Prozessen innerhalb einer Population befaßt. Während das Individuum seinen Genotyp zeitlebens (abgesehen von somatischen Mutationen) unverändert behält, kommt es in der Population (Mendel-Population) in der Generationenfolge zu immer wieder neuen Kombinationen der Erbanlagen (Gene bzw. Allele), wobei die Gesamtheit derselben in einer Population als deren Allelpool (Genpool) bezeichnet wird. Die Populationsgenetik untersucht die Häufigkeit (Frequenz) bestimmter Allele (oder auch Genotypen) in einer Population und die Änderung der Allelenfrequenzen (Allelhäufigkeit) in der Zeit (Generationenfolge). Da Evolution zu einem großen Teil durch den Wandel der Genfrequenzen (und damit der genetisch bedingten Eigenschaften) bedingt wird (Evolutionseinheit), spielt die Populationsgenetik eine große Rolle in der Evolutionsforschung und entsprechend auch in der Tierzüchtung und Pflanzenzüchtung (Kreuzung, Züchtung), die ja ebenfalls auf Veränderungen im Genpool der beteiligten Populationen beruht und bereits C.R. Darwin als Modell der Evolution diente. – Als Faktoren, die genetische Veränderungen in Populationen bedingen, kommen alle Evolutionsfaktoren in Betracht, so vor allem Mutation, Selektion, Separation (Abtrennung von Teilen der Population), geographische Entfernung (Isolation, Isolation-by-distance), aber auch Inzucht, Fortpflanzungstyp (Fortpflanzung) und Zufallswirkung (Zufall) durch Alleldrift (Gendrift, Elimination, Eliminationskoeffizient). Die Frequenz bestimmter Allele kann in verschiedenen, geographisch getrennten Populationen derselben Art durch diese Faktoren unterschiedlich sein. Bei menschlichen Populationen (Mensch) hat die Populationsgenetik zu grundlegenden Kenntnissen der Populationsdifferenzierung und Bevölkerungsgeschichte (Bevölkerungsentwicklung) geführt. Hinsichtlich der Unterschiede zwischen Populationen des Menschen sind u.a. die Blutgruppen und Haptoglobine gut untersucht. Durch die molekulargenetischen Methoden (molekulare Genetik) sind jedoch selektionsneutrale RNA- und DNA-Sequenzen für die Erforschung der Populationsdifferenzierung des Menschen bedeutsamer geworden als die Blutmerkmale (Menschenrassen, Human Genome Diversity Project). Die Frequenz von Allelen, die Krankheiten bedingen können (Erbkrankheiten), ist bedeutsam für die genetische Familienberatung (genetische Beratung). Dadurch bestehen enge Beziehungen der Populationsgenetik zur Humangenetik (Eugenik). Die experimentelle Populationsgenetik arbeitet mit sog. Experimentalpopulationen, d.h. mit im Labor gehaltenen „Populationen“ von Arten (z.B. Drosophila melanogaster; Modellorganismen), deren Genotypenzusammensetzung vom Experimentator vorgegeben und in ihrem weiteren zeitlichen Verlauf unter bestimmten Haltungsbedingungen verfolgt wird. Die Prozesse, die in natürlichen (und künstlichen) Populationen die Verteilung und Häufigkeit von Erbanlagen bestimmen, lassen sich durch mathematische Modelle (Biomathematik) darstellen. Theoretischer Ausgangspunkt dafür ist vielfach die sog. ideale Population, deren genetisches Verhalten durch die Hardy-Weinberg-Regel beschrieben wird. In der Evolutionsbiologie spielen vor allem Inselmodelle für die Erklärung der Artbildung und Entstehung von Rassen eine wesentliche Rolle. Auch die Aussagen der Soziobiologie beruhen wesentlich auf populationsgenetischen mathematischen Modellen, mit denen das Verhalten von „Genen“ (bzw. genetisch bedingten Komponenten des Verhaltens; Verhaltensgenetik) innerhalb der Sozial- und Fortpflanzungssysteme aufgrund der Fitness (Adaptationswert, inclusive fitness) ihrer Träger und deren Verwandten erfaßt wird. Anthropologie, Biodiversität, Biologie, egoistische Gene, Ethologie, evolutionäre Uhr, Evolutionsökologie, Fisher (R.A.), Flaschenhalseffekt, F-Statistik, genetic meltdown, Genzentrentheorie, Haldane (J.B.S.), Hardy (G.H.), Heritabilität, Inzidenz, MHC-Polymorphismus, Strategie, Wright (S.); Menschenrassen IMenschenrassen II .
G.O./U.K.
Lit.:Hartl, D.L., Clark, A.G.: Principles in population genetics. Oxford 1989. Sperlich, D.: Populationsgenetik. Stuttgart 1988.
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