Введение

В популяционной генетике пересекающиеся поколения относятся к системам спаривания, в которых в любой момент времени присутствует более одного поколения. В системах, где это не так, существуют не перекрывающиеся поколения (или дискретные поколения), в которых каждое поколение длится только один размножающийся сезон. Если взрослые особи размножаются в течение нескольких сезонов размножения, то считается, что у вида есть перекрывающиеся поколения. Примерами видов, которые имеют перекрывающиеся поколения, являются многие млекопитающие, включая людей, и многие беспозвоночные в сезонных условиях. Примерами видов, которые состоят из не перекрывающихся поколений, являются однолетние растения и несколько видов насекомых. Не перекрывающиеся поколения - одна из характеристик, которая должна быть выполнена в модели Харди-Вайнберга, чтобы произошла эволюция. Это очень ограничивающее и нереалистичное предположение, но оно трудно устранить.

Перекрывающиеся и не перекрывающиеся поколения

В моделях популяционной генетики, таких как модель Харди-Вайнберга, предполагается, что у видов нет перекрывающихся поколений. Однако в природе многие виды имеют перекрывающиеся поколения. Слишение поколений считается нормой, а не исключением. Накладывающиеся поколения встречаются у видов, которые живут много лет и размножаются много раз. Например, многие птицы создают новые гнезда каждые (несколько) лет. Поэтому потомство, когда оно созреет, также будет иметь свои собственные гнезда потомства, в то время как родительское поколение может снова размножаться. Преимущество перекрытия поколений можно найти в различных уровнях опыта поколений в популяции. Молодые люди смогут получать социальную информацию от старших и более опытных людей. Слишение поколений может, таким же образом, способствовать альтруистическому поведению. Не перекрывающиеся поколения встречаются у видов, у которых взрослое поколение умирает после одного сезона размножения. Если, например, вид может выжить только зимой в молодом состоянии, то он автоматически будет состоять из не перекрывающихся поколений. Группа видов, не имеющих перекрывающихся поколений, в основном состоит из одноволтиных насекомых и некоторых однолетних растений. Одним из примеров одноволтинных насекомых, размножающихся только один раз в год, является пчела-копальщица Доусона, Амегилла Доусони. Хотя однолетние растения умирают после одного сезона, не все однолетние растения действительно не имеют перекрывающихся поколений. У многих однолетних растений есть семенные баки, содержащие спящие семена, которые остаются в состоянии покоя в течение как минимум одного года. Это позволяет накладывать поколения в однолетних растениях. Примечание: одомашнивание однолетних растений привело к уменьшению покоя семян. Поэтому у этих одомашненных однолетних растений не совпадают поколения.

Генетическое разнообразие

Имеет ли вид перекрывающиеся поколения или нет, может повлиять на генетическое разнообразие в новом поколении. Было показано, что изменения в генетическом варианте популяций из-за генетического дрейфа в два раза больше, когда есть перекрывающиеся поколения, чем когда поколения не перекрываются.

Предположения в генетических моделях популяции

Эффективный размер популяции является важной концепцией в эволюционной биологии и, как известно, трудно оценить. В моделях, оценивающих эту цифру, часто предполагается, что у вида нет перекрывающихся поколений. Это может привести к смещению оценки эффективного размера популяции, потому что временные колебания частот аллелей следуют сложным моделям, когда поколения перекрываются. В нейтральной теории молекулярной эволюции показано, что скорость эволюции (скорость замещения) в нейтральных генах не зависит от колебаний численности популяции. Однако это верно только для видов, имеющих отдельные поколения. В этом случае скорость замещения равна скорости мутации. Когда в эту модель включается перекрытие поколений, скорость замещения действительно меняется с колебаниями численности населения. Скорость замещения увеличивается, когда размер популяции переходит от малого к большому, с высокой вероятностью выживания, и когда размер популяции переходит от большого к маленькому, с низкой вероятностью выживания.

Эксперименты

Во многих экспериментах предполагается, что виды состоят только из не перекрывающихся поколений. Например, когда ученый хочет изучить генетические мутации в штамме бактерий. Он будет смотреть на всех потомков (F1) нынешнего поколения (P). Для дальнейшего изучения генетических мутаций в штамме он будет рассматривать следующее поколение (F2), которое состоит только из потомства поколения F1, в то время как первое поколение P больше не будет использоваться в эксперименте.