Vad är Hardy-Weinberg-principen?

Godfrey Hardy (1877-1947), en engelsk matematiker, och Wilhelm Weinberg (1862-1937), en tysk läkare, fann båda ett sätt att koppla genetisk sannolikhet och evolution i början av 1900-talet. Hardy och Weinberg arbetade självständigt med att hitta en matematisk ekvation för att förklara kopplingen mellan genetisk jämvikt och evolution i en population av arter.

I själva verket var Weinberg den första av de två männen som publicerade och föreläste om sina idéer om genetisk jämvikt 1908. Han presenterade sina resultat för Society for the Natural History of the Fatherland i Württemberg, Tyskland i januari samma år. Hardys arbete publicerades inte förrän sex månader efter det, men han fick allt erkännande eftersom han publicerade på engelska medan Weinbergs bara var tillgänglig på tyska. Det tog 35 år innan Weinbergs bidrag erkändes. Än idag hänvisar vissa engelska texter bara till idén som "Hardys lag", vilket helt diskonterar Weinbergs verk.

Hardy och Weinberg och Microevolution

Charles Darwins teori om evolution berörde kort på gynnsamma egenskaper som överfördes från föräldrar till avkommor, men den faktiska mekanismen för detta var bristfällig. Gregor Mendel publicerade inte sitt arbete förrän efter Darwins död. Både Hardy och Weinberg förstod att naturligt urval inträffade på grund av små förändringar inom arten av arten.

Fokus för Hardys och Weinbergs verk låg på mycket små förändringar på en gennivå antingen på grund av tillfällighet eller andra omständigheter som förändrade befolkningens genpool. Frekvensen med vilken vissa alleler dök upp förändrades under generationer. Denna förändring i frekvensen av allelerna var drivkraften bakom evolutionen på molekylär nivå eller mikroutveckling.

Eftersom Hardy var en mycket begåvad matematiker ville han hitta en ekvation som skulle förutsäga allelfrekvensen i populationer så att han kunde hitta sannolikheten för att evolution skulle ske under ett antal generationer. Weinberg arbetade också oberoende mot samma lösning. Hardy-Weinberg Equilibrium Equation använde frekvensen av alleler för att förutsäga genotyper och spåra dem under generationer.

Hardy Weinberg Equilibrium Equation

p² + 2pq + q² = 1

(p = frekvensen eller procentandelen av den dominerande allelen i decimalformat, q = frekvensen eller procentandelen av den recessiva allelen i decimalformat)

Eftersom p är frekvensen för alla dominerande alleler (EN), det räknar alla de homozygota dominerande individerna (AA) och hälften av de heterozygota individerna (ENa). På samma sätt eftersom q är frekvensen för alla recessiva alleler (en), det räknar alla de homozygota recessiva individerna (aa) och hälften av de heterozygota individerna (Aen). Därför, sid² står för alla homozygota dominerande individer, q² står för alla homozygota recessiva individer, och 2pq är alla heterozygota individer i en befolkning. Allt är lika med 1 eftersom alla individer i en befolkning är lika med 100 procent. Denna ekvation kan exakt bestämma om evolution har skett mellan generationer eller i vilken riktning befolkningen är på väg.

För att denna ekvation ska fungera antas att alla följande villkor inte uppfylls samtidigt:

1. Mutation på DNA-nivå förekommer inte.
2. Naturligt urval sker inte.
3. Befolkningen är oändligt stor.
4. Alla medlemmar i befolkningen kan föda upp och avla.
5. All parning är helt slumpmässig.
6. Alla individer producerar samma antal avkommor.
7. Det förekommer ingen utvandring eller invandring.

Listan ovan beskriver orsaker till evolution. Om alla dessa villkor är uppfyllda samtidigt, sker det ingen utveckling i en befolkning. Eftersom Hardy-Weinberg Equilibrium Equation används för att förutsäga evolution måste en mekanism för evolution hända.