ข้อมูล

อัตราวิวัฒนาการ/นวัตกรรมปรับขนาดตามขนาดประชากรอย่างไร


ฉันเข้าใจว่ายังมีปัจจัยอื่นๆ อีกมากมายที่ส่งผลต่ออัตราการวิวัฒนาการ/นวัตกรรม อย่างไรก็ตาม สิ่งอื่นที่เท่าเทียมกัน อัตราการวิวัฒนาการจะแตกต่างกันอย่างไรระหว่างประชากรสองกลุ่มที่มีขนาดต่างกัน? การเพิ่มขนาดประชากรเป็นสองเท่าของอัตราการแนะนำลักษณะใหม่หรือไม่?

สิ่งนี้สามารถตอบได้สำหรับการพัฒนาชีวิตโดยทั่วไปหรือรูปแบบชีวิตที่แตกต่างกันมีกฎการปรับขนาดต่างกันหรือไม่? เช่น ชีวิตทางเพศกับชีวิตที่ไม่อาศัยเพศต่างกันอย่างไร?


คำถามที่น่าสนใจ (+1) แต่ไม่ง่ายที่จะตอบ ฉันจะลองดู!

ประการแรก อัตราวิวัฒนาการและอัตราการปรับตัวเป็นสองสิ่งที่แตกต่างกัน

มีสองกระบวนการหลักที่แตกต่างกันในเชิงปริมาณในประชากรที่มีขนาดต่างกัน 1) อัตราการกลายพันธุ์ทั่วทั้งประชากร และ 2) ความเหลื่อมล้ำทางพันธุกรรม.

1. อัตราการกลายพันธุ์ทั่วทั้งประชากร

ประชากรจำนวนมากทำให้เกิดการกลายพันธุ์มากขึ้นในแต่ละรุ่น ดังนั้นหากอัตราการวิวัฒนาการหรืออัตราการปรับตัวถูกจำกัดโดยความแปรปรวนทางพันธุกรรม เราก็สามารถคาดหวังได้ว่าประชากรจำนวนมากจะมีอัตราการวิวัฒนาการที่สูงขึ้นและอัตราการปรับตัวที่สูงขึ้น

-> ประชากรจำนวนมากอาจมีอัตราการวิวัฒนาการที่สูงขึ้นและอัตราการปรับตัวที่สูงขึ้น

2. การดริฟท์ทางพันธุกรรม

อย่างไรก็ตาม ประชากรจำนวนน้อยมีการเคลื่อนตัวสูงขึ้น ส่งผลให้มีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดการตรึงสำหรับการกลายพันธุ์ที่เป็นกลาง (หรือเป็นอันตรายเล็กน้อย) ใหม่ ส่งผลให้ประชากรกลุ่มเล็กแก้ไข (คงที่: ความถี่ = 1) สัดส่วนการกลายพันธุ์ใหม่ในช่วงเวลาที่สูงกว่าประชากรจำนวนมาก ที่จริงแล้ว ความน่าจะเป็นของการตรึงการกลายพันธุ์ที่เป็นกลางคือ frac{1}{2N} ดังนั้น อัตราที่อัลลีลเป็นกลางคือ $mucdot 2N frac{1}{2N} = mu$ โดยที่ $mu$ คืออัตราการกลายพันธุ์ ดังนั้น อัตราการตรึงอัลลีลที่เป็นกลางจึงไม่ขึ้นกับขนาดประชากร

-> ประชากรจำนวนน้อยมีความเหลื่อมล้ำมากกว่า แต่สิ่งนี้ไม่จำเป็นต้องยอมจำนนต่ออัตราการวิวัฒนาการที่สูงขึ้น

อื่นๆและความคิดเห็น

ทฤษฎีสมดุลขยับ

หากการปรับตัวถูกจำกัดโดยสถาปัตยกรรมทางพันธุกรรม กล่าวคือ เฉพาะการกลายพันธุ์ของผลกระทบขนาดใหญ่มากต่อฟีโนไทป์เท่านั้นจึงจะเป็นประโยชน์ จากนั้นประชากรจำนวนน้อยจะมีความได้เปรียบในการสะสมการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายเล็กน้อย เพื่อให้พวกเขาสามารถออกจากจุดสูงสุดในพื้นที่ได้ ภูมิทัศน์ที่ปรับเปลี่ยนได้และในที่สุดก็สามารถพัฒนาไปสู่จุดสูงสุดใหม่ของการออกกำลังกายได้

-> ประชากรขนาดเล็กอาจมีอัตราการปรับตัวสูงขึ้น

อัตราการกลายพันธุ์ทั่วทั้งประชากร vs ความเหลื่อมล้ำทางพันธุกรรม

การถ่วงน้ำหนักความสำคัญสัมพัทธ์ของอัตราการผลิตของการกลายพันธุ์ที่เป็นกลาง (หรือกึ่งเป็นกลาง) (See อัตราการกลายพันธุ์ทั่วทั้งประชากร ข้างต้นและความน่าจะเป็นของการตรึงของการกลายพันธุ์ที่เป็นกลาง (หรือกึ่งเป็นกลาง) (See ดริฟท์ทางพันธุกรรม ด้านบน) ยังขึ้นอยู่กับการกระจายความน่าจะเป็นของผลกระทบจากการกลายพันธุ์ (=การกระจายความน่าจะเป็นของผลกระทบต่อความเหมาะสมของการกลายพันธุ์ใหม่ที่กำหนด)

Ceteris Paribus

การเปรียบเทียบระหว่างประชากรขนาดใหญ่และขนาดเล็กขึ้นอยู่กับสถานะของพารามิเตอร์อื่นๆ ดังนั้นถึงแม้เมื่อพูดว่าทุกอย่างเท่าเทียมกัน (ceteris paribus) เราจำเป็นต้องรู้ว่าพารามิเตอร์อื่น ๆ เหล่านี้มีค่าเท่ากับอะไร เพื่อที่จะตอบคำถามเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างขนาดประชากรและพารามิเตอร์อื่น ๆ ในการอธิบายอัตราการปรับตัวและอัตราของ วิวัฒนาการ.

ผลกระทบอื่นๆ ของขนาดประชากรที่มีต่อลักษณะทางพันธุกรรม

ขนาดประชากรมีผลกระทบมากมายต่อลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ เช่น รูปแบบของความหลากหลายทางพันธุกรรม การกระจายของ Fst ต่อตำแหน่งระหว่างประชากรย่อย และอื่นๆ บทความนี้น่าจะน่าสนใจ


อัตราวิวัฒนาการ/นวัตกรรมปรับขนาดตามขนาดประชากรอย่างไร - ชีววิทยา

ผลกระทบขนาดประชากรขนาดเล็ก

พันธุกรรมดริฟท์

ในประชากรขนาดเล็กที่แยกได้จากการสืบพันธุ์ มีสถานการณ์พิเศษที่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในความถี่ของยีนโดยไม่ขึ้นกับการกลายพันธุ์และการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดจากปัจจัยโอกาสเท่านั้น ยิ่งจำนวนประชากรน้อยเท่าไร ก็ยิ่งอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มดังกล่าวมากขึ้นเท่านั้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ความเหลื่อมล้ำทางพันธุกรรม.

เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของขนาดประชากรต่อวิวัฒนาการได้ดียิ่งขึ้น การทำการทดลองการพลิกเหรียญอย่างง่ายจึงมีประโยชน์ ความคาดหวังคือหัวจะเพิ่มขึ้น 50% ของเวลา เพราะเหรียญมีสองด้านเท่านั้น - หัวและก้อย หากคุณพลิกเหรียญ 10 ครั้ง อาจได้ 5 หัวหรือไม่ก็ได้

ทดลองพลิกเหรียญ . หยิบเหรียญออกจากกระเป๋าของคุณ พลิก 10 ครั้งและบันทึกผล
ทำซ้ำการทดลองสองครั้ง คำนวณเปอร์เซ็นต์ของจำนวนครั้งที่เหรียญขึ้นหัวในแต่ละ
การทดสอบทั้งสามของคุณ และสุดท้าย ในการทดสอบทั้งหมดของคุณรวมกัน คุณเรียนอะไร?

ยิ่งคุณพลิกเหรียญของคุณมากเท่าไหร่ โอกาสที่เหรียญจะเข้าใกล้หัว 50% ที่คาดหวังก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น หากคุณทำเป็นจำนวนอนันต์ มันจะเป็น 50% กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อกลุ่มตัวอย่างมีขนาดเล็กมาก ผลลัพธ์ที่น่าจะเป็นไปได้อาจไม่เกิดขึ้น เมื่อกลุ่มตัวอย่างมีขนาดใหญ่ขึ้น ก็จะเข้าใกล้ตัวอย่างมากขึ้นเรื่อยๆ

การเบี่ยงเบนประเภทนี้จากผลลัพธ์ที่คาดหวังจากตัวอย่างขนาดเล็กยังเกิดขึ้นในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมเมื่อประชากรการผสมพันธุ์มีขนาดเล็กมาก ตัวอย่างเช่น เมื่อผู้หญิงและคู่ครองมีลักษณะต่างกัน (Heterozygous) (Aa) เราคาดว่าลูก 25% จะเป็น homozygous recessive (aa) อย่างไรก็ตาม โดยบังเอิญ คู่รักบางคู่อาจไม่มีลูกที่มียีนนี้ (ดังที่แสดงด้านล่างในจัตุรัส Punnett ทางด้านขวา)

g enotypes ของเด็ก
25% AA
50% Aa
25% อ่า

g enotypes ของเด็ก
33.3% AA
66.7% อ่า
0.0% ต่อปี

เว้นเสียแต่ว่าครอบครัวอื่นๆ จะมีลูก homozygous recessive (aa) จำนวนมากที่คาดเดาไม่ได้สำหรับลักษณะนี้เพื่อตอบโต้การเบี่ยงเบนแบบสุ่ม ความถี่กลุ่มยีนของประชากรจะเปลี่ยนไปในทิศทางที่มีอัลลีลด้อยน้อยลง --ความเหลื่อมล้ำของพันธุกรรมจะเกิดขึ้น .

ผลกระทบสุทธิของการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมต่อกลุ่มยีนของประชากรกลุ่มเล็ก ๆ อาจเป็นวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว ดังที่แสดงในรูปแบบการถ่ายทอดทางสมมุติฐานที่แสดงด้านล่าง โปรดทราบว่าลักษณะสีแดงจะเพิ่มความถี่อย่างมากจากรุ่นสู่รุ่น สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่ขึ้นกับการคัดเลือกโดยธรรมชาติหรือกลไกวิวัฒนาการอื่นๆ

ความผิดปกติทางสถิติที่บิดเบือนดังกล่าวเกิดขึ้นเป็นประจำ ในประชากรขนาดเล็ก พวกมันสามารถมีผลกระทบอย่างรวดเร็วและมีนัยสำคัญต่อความถี่ของแหล่งรวมยีนของคนรุ่นต่อ ๆ ไป อย่างไรก็ตาม ในประชากรจำนวนมาก พวกเขามักจะถูกทำให้เป็นกลางโดยครอบครัวอื่นๆ ที่มีลูกที่มีจีโนไทป์ที่ขัดแย้งกัน

เนื่องจากความเหลื่อมล้ำทางพันธุกรรมนั้นวัดผลได้เฉพาะในประชากรกลุ่มเล็กเท่านั้น มันจึงต้องมีบทบาทสำคัญในระยะเริ่มต้นของวิวัฒนาการมนุษย์เมื่อประชากรของเรามีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม แม้แต่ในสังคมขนาดใหญ่ เช่น สหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน ยังมีชุมชนเล็กๆ ที่แยกตัวออกจากวัฒนธรรม เช่น Amish และ Dunkers ในเขตชนบทของเพนซิลเวเนียและมิดเวสต์ที่ส่วนใหญ่เป็นกลุ่มเพาะพันธุ์ปิด ในประชากรย่อยดังกล่าว การเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมยังคงเป็นกลไกวิวัฒนาการที่สำคัญ


หลักการก่อตั้ง

ผลกระทบของประชากรขนาดเล็กที่สำคัญอีกประการหนึ่งเรียกว่าหลักการก่อตั้งหรือผลกระทบของผู้ก่อตั้ง สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อคนจำนวนเล็กน้อยมีลูกหลานจำนวนมากที่รอดตายหลังจากหลายชั่วอายุคน ผลลัพธ์สำหรับประชากรมักเป็นความถี่สูงของลักษณะทางพันธุกรรมจำเพาะที่สืบทอดมาจากบรรพบุรุษร่วมกันเพียงไม่กี่รายที่มีเป็นครั้งแรก

ตัวอย่างเช่น ในเขตทะเลสาบมาราไกโบทางตะวันตกเฉียงเหนือของเวเนซุเอลา มีความถี่สูงผิดปกติของความผิดปกติของเส้นประสาทเสื่อมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมอย่างร้ายแรงที่เรียกว่า โรคฮันติงตัน . ผู้คนในพื้นที่ประมาณ 150 คนในช่วงทศวรรษ 1990 มีภาวะร้ายแรงถึงขั้นเสียชีวิตได้ และคนอื่นๆ อีกจำนวนมากมีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นโรคนี้ โรคนี้มักไม่เกิดจนถึงวัยกลางคนตอนต้น หลังจากที่คนส่วนใหญ่มีลูกแล้ว อย่างไรก็ตาม ฮันติงตันสามารถเกิดขึ้นได้เร็วกว่ามาก เหยื่อประมาณ 10% จะมีอาการเมื่ออายุน้อยกว่า 20 ปี โรคนี้ไม่มีวิธีรักษา แต่มีการทดสอบเครื่องหมายทางพันธุกรรมมาตั้งแต่ปี 1993 เหยื่อโรคฮันติงตันในเขตทะเลสาบมาราไคโบทั้งหมดสืบเชื้อสายมาจากผู้หญิงชื่อมาเรีย คอนเซปซี น โซโต ซึ่งย้ายเข้ามาในพื้นที่นี้ในศตวรรษที่ 1 9 เธอมีทายาทจำนวนมากผิดปกติ ดังนั้นจึงเป็น "founder" ของประชากรที่มีอยู่ประมาณ 20,000 คน ซึ่งมีความเสี่ยงสูงที่จะมีลักษณะทางพันธุกรรมที่ไม่พึงประสงค์นี้

บันทึก: โรคฮันติงตันไม่ได้มีลักษณะเฉพาะในภูมิภาคทะเลสาบมาราไคโบ มันเกิดขึ้นทั่วโลกในอัตราที่ค่อนข้างต่ำ ประมาณ 200,000 คนในสหรัฐอเมริกา (0.07% ของประชากร) มี บางที เหยื่อที่รู้จักกันดีที่สุดของฮันติงตันคือนักเขียนเพลงลูกทุ่งชาวอเมริกัน วู้ดดี้ กูทรี

อีกตัวอย่างหนึ่งของผลกระทบของผู้ก่อตั้งได้ถูกค้นพบในหมู่คนโบราณอามิช 16-18,000 คนในแลงคาสเตอร์เคาน์ตี้เพนซิลเวเนีย พวกเขาสืบเชื้อสายมาจากบุคคลสองสามโหลที่อยู่ในนิกายแอนาแบปติสต์ในเยอรมนี ซึ่งอพยพไปยังเพนซิลเวเนียในช่วงต้นทศวรรษ 1700 ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมาของศตวรรษที่ 20 ทารก 61 คนที่มีความผิดปกติทางพันธุกรรมร้ายแรงถึงขั้นเสียชีวิตที่หายากมากที่เรียกว่า microcephaly ได้ถือกำเนิดขึ้นใน 23 ครอบครัวของ Amish ครอบครัวเหล่านี้ทั้งหมดเป็นทายาทของคู่อามิชโสดเมื่อเก้าชั่วอายุคนก่อน พวกเขาเป็นผู้ก่อตั้งประชากรที่มียีนสำหรับ microcephaly ในปัจจุบัน

นอกจากนี้ยังสามารถค้นหาผลลัพธ์ของเหตุการณ์ผู้ก่อตั้งได้แม้ว่าจะไม่ทราบบรรพบุรุษดั้งเดิมก็ตาม ตัวอย่างเช่น ชาวอินเดียในอเมริกากลางและใต้มีเลือดกรุ๊ป O เกือบ 100% และเลือดกรุ๊ป Rh เป็นบวก 100% เนื่องจากไม่มีสิ่งใดในธรรมชาติที่ดูเหมือนจะเลือกอย่างเข้มงวดสำหรับหรือต่อต้านกรุ๊ปเลือด จึงเป็นไปได้ว่าคนส่วนใหญ่เหล่านี้สืบเชื้อสายมาจากกลุ่มเล็กๆ ของ "founders" ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดซึ่งมีลักษณะเหล่านี้เหมือนกัน พวกเขาอพยพเข้ามาในภูมิภาคจากทางเหนือ อาจจะเป็นช่วงปลายยุคน้ำแข็งสุดท้าย


ผลกระทบคอขวด

ในหลายสปีชีส์ มีช่วงเวลาแห่งความหายนะที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ในระหว่างที่บุคคลส่วนใหญ่เสียชีวิตโดยไม่ส่งต่อยีนของพวกมัน ผู้รอดชีวิตเพียงไม่กี่รายจากวิวัฒนาการ "bottlenecks" เหล่านี้ประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์อย่างมาก ส่งผลให้มีประชากรจำนวนมากในรุ่นต่อๆ มา ผลที่ตามมาของผลกระทบคอขวดนี้คือการลดความหลากหลายทางพันธุกรรมของสปีชีส์ลงอย่างไม่ธรรมดา เนื่องจากความแปรปรวนส่วนใหญ่จะหายไปในเวลาที่เกิดคอขวด

ปัญหาคอขวดยังเกิดขึ้นได้ในบางครั้งในประชากรมนุษย์อันเป็นผลมาจากโรคระบาดร้ายแรงและพายุภัยพิบัติ แผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิด ตัวอย่างนี้เกิดขึ้นที่เกาะ Pingelap ขนาดเล็กของไมโครนีเซียในแปซิฟิกตะวันตก ในปี ค.ศ. 1775 พายุไต้ฝุ่นคร่าชีวิตผู้คนไปอย่างน้อย 90% ดังนั้นจึงขจัดความแปรปรวนทางพันธุกรรมส่วนใหญ่ออกไป หนึ่งในผู้รอดชีวิต 20 คนเป็นชายชื่อ Nahnmwarki Mwanenised เขามีภาวะ achromatopsia ซึ่งเป็นภาวะตาเสื่อมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่หายากมาก ซึ่งทำให้ตาบอดสีทั้งหมดและไวต่อแสงมาก หกชั่วอายุคนต่อมา เกือบ 5% ของประชากรบนเกาะมีภาวะ achromatopsia ผู้ที่มีมันเป็นลูกหลานของ Nahnmwarki Mwanenised ในการเปรียบเทียบ มีเพียง 1 ใน 33,000 คนในสหรัฐอเมริกาเท่านั้นที่มี Pinegleapese ไม่เพียงประสบกับความหลากหลายทางพันธุกรรมที่ลดลงอย่างมากอันเป็นผลมาจากพายุในศตวรรษที่ 18 แต่น่าเสียดายที่กลุ่มยีนที่รอดตายนั้นมียีนของ achromatopsia ทำให้เป็นตัวอย่างของทั้งผลคอขวดและหลักการก่อตั้ง

หัวข้อที่แล้ว

กลับไปที่เมนู

แบบทดสอบฝึกหัด

หัวข้อถัดไป

ลิขสิทธิ์ 1997 - 20 14 โดย Dennis O'Neil สงวนลิขสิทธิ์.
ฉัน ภาพประกอบ เครดิต


แบบจำลองการเติบโตของประชากรมนุษย์

สมการลอจิสติกส์เป็นแบบจำลองการเติบโตของประชากรโดยที่ขนาดของประชากรส่งผลกระทบเชิงลบต่ออัตราการเติบโต เมื่อขนาดประชากรเพิ่มขึ้น อัตราการเพิ่มขึ้นก็ลดลง ซึ่งนำไปสู่ขนาดประชากรที่สมดุลในที่สุดเรียกว่าความสามารถในการบรรทุก ช่วงเวลาของโมเดลนี้คือการเติบโตรูปตัว S ที่คุ้นเคย ซึ่งโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับการจำกัดทรัพยากร โมเดลนี้มีเพียงสองพารามิเตอร์: คืออัตราการเติบโตที่แท้จริงและเป็นความสามารถในการรองรับ อัตราการเพิ่มขึ้นของประชากรลดลงตามฟังก์ชันเชิงเส้นของขนาดประชากร ในสัญลักษณ์:

เมื่อขนาดประชากรมีขนาดเล็กมาก (เช่น เมื่อใกล้ศูนย์) เทอมในวงเล็บจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งและการเติบโตของประชากรจะประมาณแบบทวีคูณ เมื่อขนาดประชากรใกล้เคียงกับความจุ (เช่น ) ระยะในวงเล็บจะเข้าใกล้ศูนย์ และการเติบโตของประชากรจะสิ้นสุดลง มันตรงไปตรงมาในการรวมสมการนี้ด้วยเศษส่วนบางส่วน และแสดงว่าคำตอบที่ได้นั้นเป็นเส้นโค้งรูปตัว S หรือซิกมอยด์

Raymond Pearl เป็นผู้ทรงคุณวุฒิด้านชีววิทยาของมนุษย์ ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ผู้ก่อตั้ง Society for Human Biology และ International Union for the Scientific Study of Population (IUSSP) ยังได้ค้นพบแบบจำลองการเติบโตด้านลอจิสติกส์อีกครั้ง (ซึ่งเดิมได้รับการพัฒนาโดยนักคณิตศาสตร์ชาวเบลเยียมชื่อ Pierre François เวอร์ฮัลสท์). ในแบบจำลองด้านลอจิสติกส์ เพิร์ลเชื่อว่าเขาได้พบกฎสากลแห่งการเติบโตทางชีววิทยาในระดับต่างๆ ขององค์กรแล้ว ในหนังสือของเขา ชีววิทยาของการเติบโตของประชากร, เพิร์ล เขียน:

. ประชากรมนุษย์เติบโตตามกฎเดียวกันกับประชากรทดลองของสิ่งมีชีวิตชั้นล่าง และในทางกลับกัน พืชและสัตว์แต่ละตัวมีขนาดร่างกาย สิ่งนี้แสดงให้เห็นในสองวิธี: อย่างแรกโดยแสดงตามที่เคยทำในหนังสือ "Studies in Human Biology" เล่มก่อนของฉัน ซึ่งในหลากหลายประเทศ ประวัติสำมะโนที่บันทึกไว้ทั้งหมดซึ่งมีอยู่นั้นอธิบายไว้อย่างแม่นยำด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ทั่วไปแบบเดียวกัน ซึ่งอธิบายการเติบโตของประชากรทดลองเป็นลำดับที่สอง โดยนำเสนอกรณีของประชากรมนุษย์ซึ่งเป็นประชากรพื้นเมืองของแอลจีเรียในหนังสือปัจจุบัน ซึ่งมีประวัติการสำรวจสำมะโนประชากรที่บันทึกไว้ในประวัติยาวนานถึง 75 ปี เกือบจะเสร็จสิ้นเป็นวัฏจักรเดียวของการเติบโตตาม เส้นโค้งโลจิสติก

นอกจากแอลจีเรียแล้ว เพิร์ลยังใช้โมเดลโลจิสติกส์กับประชากรของสหรัฐอเมริกาในช่วงปี ค.ศ. 1790-1930 อีกด้วย ความพอดีที่เขาสร้างขึ้นนั้นแปลกประหลาดและเขาคาดการณ์อย่างมั่นใจว่าประชากรสหรัฐจะเพิ่มขึ้นเป็น 198 ล้านคน เนื่องจากเป็นค่าที่เหมาะสมที่สุดในการวิเคราะห์ของเขา ฉันได้พล็อตขนาดประชากรของสหรัฐฯ (จากการสำรวจสำมะโนประชากรหนึ่งทศวรรษ) เป็นจุดสีดำด้านล่าง โดยมีเส้นโค้งที่พอดีของเพิร์ลเป็นสีเทา เราจะเห็นได้ว่าเส้นโค้งเข้ากันได้ดีอย่างไม่น่าเชื่อสำหรับช่วงปี 1790-1930 (ช่วงที่เขาพอดีกับข้อมูล) แต่ความแตกต่างระหว่างการทำนายและความเป็นจริงเชิงประจักษ์จะเพิ่มมากขึ้นหลังจากปี 1950 (ใช่ นั่นต้องขอบคุณ Baby Boom ).

เหตุใดโมเดลลอจิสติกส์จึงล้มเหลวอย่างน่าทึ่งในกรณีนี้ (และอื่น ๆ อีกมากมาย)

แบบจำลองลอจิสติกส์มีลักษณะปรากฎการณ์มากกว่ากลไก แบบจำลองปรากฏการณ์วิทยาคือความสะดวกทางคณิตศาสตร์ที่เราใช้เพื่ออธิบายข้อสังเกตเชิงประจักษ์ แต่ไม่มีพื้นฐานในกลไกหรือหลักการแรก โมเดลดังกล่าวอาจมีประโยชน์เมื่อทฤษฎีขาดการอธิบายปรากฏการณ์บางอย่าง หรือเมื่อคณิตศาสตร์ที่จำเป็นในการสร้างแบบจำลองกลไกมีความซับซ้อนเกินไป คุณสามารถทำนายได้จากแบบจำลองปรากฏการณ์วิทยา แต่ฉันจะไม่เดิมพันฟาร์มด้วยคำทำนายนั้น ในกรณีที่ไม่มีความเข้าใจที่แท้จริงเกี่ยวกับกลไกที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของประชากร การคาดคะเนอาจผิดพลาดอย่างน่ากลัว ดังที่เราเห็นในกรณีของความเหมาะสมของเรย์มอนด์ เพิร์ล

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โมเดลลอจิสติกส์ล้มเหลวในการพิจารณากลไกของการควบคุมประชากร เมื่อความหนาแน่นเพิ่มขึ้น จะได้รับผลกระทบอย่างไร? อัตราการเกิด? อัตราการเสียชีวิต? พารามิเตอร์ในแบบจำลองลอจิสติกส์เป็นเพียงความแตกต่างของอัตราการเกิดและการเสียชีวิตโดยรวมเมื่อไม่มีข้อมูลเฉพาะ โดยทั่วไป เมื่ออัตราการเกิดเกินอัตราการตาย จำนวนประชากรจะเพิ่มขึ้น การลดลงเชิงเส้นตามขนาดประชากรที่เพิ่มขึ้นน่าจะมาจากอัตราการเกิดที่ลดลงหรืออัตราการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้น โมเดลลอจิสติกส์ไม่แยแสกับสาเหตุเฉพาะของการชะลอตัว มันหยุดเพิ่มขึ้นเมื่อ เป็นไปได้ไหมว่าในประชากรจริง การเพิ่มอัตราการตายและการลดอัตราการเกิดอาจมีผลกระทบต่อการเติบโตของประชากรในเชิงคุณภาพที่แตกต่างกัน? เราจะเห็น

สิ่งนี้อาจดำเนินไปโดยไม่บอก แต่ไม่มีความสามารถในการตอบรับเชิงบวกกับขนาดประชากร ในงานคลาสสิกของเธอ เงื่อนไขการเจริญเติบโตทางการเกษตรEsther Boserup นักเศรษฐศาสตร์ชาวเดนมาร์กกล่าวว่าการเติบโตของประชากรมักกระตุ้นนวัตกรรม แรงกดดันจากประชากรอาจทำให้กลุ่มเกษตรกรรมที่ไม่มีที่ดินทำการเพาะปลูกให้เข้มข้นขึ้นโดยการปรับปรุงที่ดินหรือการปลูกพืชหลายชนิด ซึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในการเติบโตของประชากรมากยิ่งขึ้น ผู้เขียนหลายคน รวมทั้ง Ken Wachter และ Ron Lee (ทั้งที่ Berkeley) และ Jim Wood ที่ Penn State ได้ตั้งข้อสังเกตว่าประชากรที่แท้จริงอาจรวมเอา Malthusian (เช่น สภาวะที่นำไปสู่การเสียชีวิตเพิ่มขึ้น การเจริญพันธุ์ลดลง และความทุกข์ยากทั่วไปที่มีขนาดประชากรเพิ่มขึ้น) และ ระยะโบเซอร์รูเปียในพลวัตของพวกเขา Wood ได้บัญญัติคำว่า "MaB Ratchet" (MaB = Malthus และ Boserup) ซึ่งอธิบายไดนามิกต่อไปนี้: ความกดดันของ Malthusian กระตุ้นนวัตกรรมของ Boserupian ผ่อนคลายข้อเสนอแนะเชิงลบและช่วยให้การเติบโตของประชากรเพิ่มขึ้น ในขณะที่ประชากรกำลังขยายตัวของโบเซอรูเปีย คุณภาพชีวิตก็ดีขึ้น อนิจจา เมื่อให้เวลาเพียงพอ ประชากรจะกลับสู่ "ระดับเดียวกันของการอพยพชายขอบ" (ไม้ 1998: 114). ระบอบการปกครองที่ซับซ้อนของการตอบรับเชิงบวกและเชิงลบของประชากรนั้นเป็นไปไม่ได้

ปัญหาสุดท้ายประการหนึ่งของแบบจำลองลอจิสติกส์คือไม่มีโครงสร้าง บุคคลทุกคนมีความเหมือนกันในแง่ของผลกระทบและมีส่วนสนับสนุนการเติบโตของประชากร อัตราชีพของมนุษย์แตกต่างกันไปตามที่คาดคะเนได้ – และอย่างมาก – ตามอายุ เพศ พื้นที่ทางภูมิศาสตร์ ที่อยู่อาศัยในเมืองกับในชนบท ฯลฯ แล้วมีปัญหาเรื่องการกระจายทรัพยากรที่ไม่เท่ากัน ปัจเจกบุคคลทุกคนในประชากรแทบไม่เท่าเทียมกันในการบริโภค (หรือการผลิต) ดังนั้นเราจึงไม่ควรคาดหวังให้แต่ละคนออกแรงเหมือนกันในการเติบโตของประชากร

แล้วมีโมเดลทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับการเติบโตของประชากรมนุษย์ที่รวมเอาแนวคิดที่สมเหตุสมผลที่ว่าเมื่อประชากรผลักดันขีดจำกัดของฐานทรัพยากร การเติบโตควรช้าลงและสิ้นสุดลงในที่สุด มีแล้วครับ. Shripad Tuljapurkar เพื่อนร่วมงานและผู้ทำงานร่วมกันใน Stanford ของฉันในความพยายามต่างๆ มีเอกสารชุดหนึ่งซึ่งเขาและนักเรียนของเขาพัฒนาแบบจำลองประชากรเชิงกลไกสำหรับประชากรเกษตรที่เชื่อมโยงอัตราสำคัญเฉพาะช่วงอายุ (เช่น การรอดชีวิต ภาวะเจริญพันธุ์) การผลิตทางการเกษตร และแรงงานโดยเฉพาะ และความต้องการเมตาบอลิซึมเฉพาะ (เฉพาะอายุ) สำหรับผู้ที่ทำงานหนัก แบบจำลองเริ่มต้นด้วยแหล่งพลังงานที่เหมาะสมที่สุดเพื่อความอยู่รอดและการสืบพันธุ์ เมื่ออาหารหายากขึ้น อัตราตายเพิ่มขึ้นและภาวะเจริญพันธุ์ลดลง โมเดลนี้มีความสมดุลซึ่งอัตราการเกิดและการตายสมดุล คุณลักษณะสำคัญของโมเดลคือแนวคิดของ อัตราส่วนอาหารซึ่งเป็นจำนวนแคลอรีที่บริโภคได้ในปีนั้น ๆ เทียบกับจำนวนแคลอรีที่จำเป็นต่อการอยู่รอดและเจริญพันธุ์ให้มากที่สุด อัตราส่วนอาหารบอกเราว่าประชากรหิวแค่ไหน ในชุดแรกของเอกสารสามฉบับ Lee และ Tuljapurkar (2008) ได้พัฒนาแบบจำลองนี้และแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในอัตราการตาย การเจริญพันธุ์ และผลิตภาพทางการเกษตรจริง ๆ แล้ว ล้วนมีผลกระทบต่ออัตราการเติบโตของประชากร ดุลยภาพ และความหิวโหยอย่างไร สมดุล. การวิเคราะห์แบบจำลองให้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

  • การเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรหรือระยะเวลาที่ใช้ในการผลิตทางการเกษตรจะเพิ่มอัตราส่วนอาหาร ในขณะที่รักษาอัตราการเติบโตของประชากรส่วนใหญ่ไม่เปลี่ยนแปลง
  • การเพิ่มอัตราการรอดชีวิตพื้นฐานจะเพิ่มอัตราส่วนอาหาร แต่ลดอัตราการเติบโตของประชากร
  • ภาวะเจริญพันธุ์ที่ลดลงจะลดอัตราการเติบโตเท่านั้น – อัตราส่วนอาหารยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ดังนั้นเราจะเห็นว่ามัน เป็น เป็นไปได้ว่าการเพิ่มอัตราการเสียชีวิตและการลดอัตราการเกิดอาจมีผลกระทบต่อการเติบโตของประชากรในเชิงคุณภาพที่แตกต่างกัน อันที่จริง มันค่อนข้างจะเป็นไปได้ด้วยโมเดลของ Lee & Tulja

เรายังไม่มีการทดสอบแบบที่เราให้ Raymond Pearl ใช้แบบจำลองลอจิสติกส์กับขนาดประชากรของสหรัฐฯ คงจะดีมากถ้าเราสามารถใช้แบบจำลอง Lee-Tulja ในการทำนายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในอนาคตของประชากรบางส่วน (และการกระจายของความหิวโหย) และท้าทายการคาดการณ์นี้ด้วยข้อมูลที่ไม่ได้ใช้เพื่อปรับให้เข้ากับแบบจำลองตั้งแต่แรก สิ่งนี้กล่าวว่า ฉันคิดว่าการฝึกปฏิบัติทางทฤษฎีเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอแล้วที่จะแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการก้าวข้ามแบบจำลองประชากรเชิงปรากฏการณ์วิทยาทุกครั้งที่ทำได้ เราไม่น่าจะคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำหรือเข้าใจการตอบสนองของประชากรต่อการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมและสังคมในกรณีที่ไม่มีแบบจำลองกลไก

Lee, C. T. และ S. Tuljapurkar 2551. ประชากรและยุคก่อนประวัติศาสตร์ I: การเติบโตของประชากรที่ขึ้นกับอาหารในสภาพแวดล้อมคงที่. ชีววิทยาประชากรเชิงทฤษฎี. 73:473–482.

Wood, J. W. 1998. ทฤษฎีพลวัตของประชากรก่อนอุตสาหกรรม: ประชากรศาสตร์ เศรษฐกิจ และความเป็นอยู่ที่ดีในระบบ Malthusian. มานุษยวิทยาปัจจุบัน. 39 (1):99-135.


เส้นโค้งการเอาตัวรอด

ตารางชีวิตเป็นไปตามชะตากรรมของกลุ่มบุคคลที่เกิดภายในประชากรเดียวกันในปีเดียวกัน ในกลุ่มนี้หรือกลุ่มประชากรตามรุ่น จะมีเพียงจำนวนหนึ่งเท่านั้นที่จะถึงแต่ละอายุ และมีอายุที่สูงกว่าที่บุคคลใดจะอยู่รอดไม่ได้ การคำนวณจำนวนสมาชิกของกลุ่มที่ยังมีชีวิตอยู่ในแต่ละช่วงอายุจะส่งผลให้เกิดเส้นโค้งการรอดชีวิตสำหรับประชากร เส้นโค้งการเอาตัวรอดมักจะแสดงเป็นเซมิลอการิทึมแทนที่จะเป็นมาตราส่วนเลขคณิต

เส้นโค้งการเอาตัวรอดโดยทั่วไปมีสามประเภท สายพันธุ์ต่างๆ เช่น มนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่อื่นๆ ซึ่งมีจำนวนลูกหลานน้อยกว่า แต่ใช้เวลาและพลังงานมากในการดูแลลูกของมัน (K- เลือกสายพันธุ์) มักจะมีเส้นโค้งการเอาตัวรอดแบบที่ 1 เส้นโค้งที่ค่อนข้างแบนนี้สะท้อนถึงอัตราการเสียชีวิตของเยาวชนในระดับต่ำ โดยบุคคลส่วนใหญ่มีชีวิตอยู่จนถึงวัยชรา ความน่าจะเป็นคงที่ที่จะตายในทุกช่วงอายุ ซึ่งแสดงโดยเส้นโค้งผู้รอดชีวิต Type II นั้นเห็นได้ชัดเจนว่าเป็นเส้นตรงที่มีความชันคงที่ซึ่งลดลงเมื่อเวลาผ่านไปจนกลายเป็นศูนย์ กิ้งก่า นกที่เกาะอยู่ และสัตว์ฟันแทะบางตัวแสดงเส้นโค้งการเอาตัวรอดประเภทนี้ บางชนิดที่ออกลูกมากแต่ให้การดูแลน้อย (NS-บางสายพันธุ์) อัตราการตายสูงที่สุดในกลุ่มคนที่อายุน้อยที่สุด เส้นโค้งการเอาชีวิตรอดแบบที่ 3 ที่บ่งบอกถึงประวัติศาสตร์ชีวิตนี้ในขั้นต้นนั้นสูงชันมาก ซึ่งสะท้อนถึงอัตราการตายที่สูงมากในหมู่เด็ก แต่แผ่ออกเมื่อบุคคลที่ถึงวุฒิภาวะอยู่รอดได้เป็นเวลานานกว่านั้น แสดงให้เห็นโดยสัตว์ต่างๆ เช่น แมลงหลายชนิด หรือหอย ประชากรจำนวนมากมีรูปแบบการรอดชีวิตที่ซับซ้อนกว่าหรืออยู่ระหว่างเส้นโค้งในอุดมคติทั้งสามเส้น ตัวอย่างเช่น นกดังกล่าว (นกที่เกาะอยู่เช่นนกฟินช์) มักมีอัตราการเสียชีวิตสูงในช่วงปีแรกของชีวิตและมีอัตราการเสียชีวิตที่ต่ำกว่าและคงที่มากขึ้นในปีต่อๆ ไป


บทสรุป

BEAST เป็นชุดการวิเคราะห์ที่ยืดหยุ่นสำหรับการประมาณค่าพารามิเตอร์เชิงวิวัฒนาการและการทดสอบสมมติฐาน ลักษณะเฉพาะตามองค์ประกอบของแบบจำลองใน BEAST หมายความว่าจำนวนของแบบจำลองวิวัฒนาการที่แตกต่างกันเป็นไปได้มาก ดังนั้นจึงยากต่อการสรุป อย่างไรก็ตาม มีการเผยแพร่ซอฟต์แวร์ BEAST จำนวนหนึ่งเพื่อเน้นความกว้างของแอพพลิเคชั่นที่ซอฟต์แวร์ชอบ [6, 8, 34, 37, 41]

BEAST เป็นแพ็คเกจที่พัฒนาอย่างแข็งขันและการปรับปรุงสำหรับเวอร์ชันถัดไป ได้แก่ (1) พรีออร์เดอร์แรกเกิด-ตายสำหรับรูปร่างของต้นไม้ (2) โมเดลการแทนที่ตามโคดอนที่เร็วและยืดหยุ่นมากขึ้น (3) การรวมโครงสร้างกับแบบจำลองประชากรที่แบ่งย่อยด้วยการย้ายถิ่น (4) โมเดลวิวัฒนาการของตัวละครอย่างต่อเนื่องและ (5) โมเดลนาฬิกาที่ผ่อนคลายใหม่โดยอิงจากนาฬิกาโมเลกุลแบบสุ่มในท้องถิ่น


ดาร์วิน เชื้อชาติและเพศ

จากงานเฉลิมฉลอง การประชุม ประเด็นพิเศษ และรายการทีวี ทุกคนต้องรู้ว่าตอนนี้เป็นเวลา 200 ปีแล้วที่ Charles Darwin เกิดและ 150 ปีนับตั้งแต่มีการตีพิมพ์ ต้นกำเนิดของสายพันธุ์ (1859). ในบรรดาหนังสือที่ตีพิมพ์ในโอกาสนี้ มีเล่มหนึ่งที่โดดเด่นในด้านความแปลกใหม่: การอ้างว่าทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วินได้รับแรงบันดาลใจจากความเกลียดชังในการเป็นทาส ซึ่งมีประสบการณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงมหากาพย์ของเขา บีเกิ้ล การเดินทาง (Desmond & Moore, 2009). เป็นความพยายามที่ดี แต่ก็ไม่ได้โน้มน้าวให้ฉันโทมัสมัลธัสและนกฟินช์กาลาปากอสให้กำเนิดทฤษฎีวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ดาร์วินเป็นผู้ชายแห่งเวลา ชนชั้น และสังคมของเขา จริงอยู่ เขามุ่งมั่นที่จะเป็นโมโนเจนิก มากกว่ามุมมองเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมนุษย์ แต่เขายังคงแบ่งมนุษยชาติออกเป็นเผ่าพันธุ์ที่แตกต่างกันตามความแตกต่างในสีผิว ตา หรือสีผม นอกจากนี้ เขายังเชื่อมั่นว่าวิวัฒนาการก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ และเผ่าพันธุ์ผิวขาวโดยเฉพาะชาวยุโรปมีวิวัฒนาการที่ก้าวหน้ากว่าเผ่าพันธุ์ผิวดำ ทำให้เกิดความแตกต่างทางเชื้อชาติและลำดับชั้นทางเชื้อชาติ มุมมองของดาร์วินเกี่ยวกับเรื่องเพศก็เป็นเรื่องธรรมดาเช่นกัน เขากล่าวว่าผลลัพธ์ของการเลือกเพศนั้นทำให้ผู้ชายมีความกล้าหาญ ก้าวร้าว และกระฉับกระเฉงกว่าผู้หญิง [ด้วย] อัจฉริยะที่สร้างสรรค์กว่า สมองของเขาใหญ่กว่าอย่างแน่นอน [. ] การก่อตัวของกะโหลกศีรษะของเธอนั้นอยู่ตรงกลางระหว่างเด็กกับผู้ชาย” (ดาร์วิน 1871) แม้ว่าการเลือกของผู้หญิงจะอธิบายการเลือกทางเพศ แต่ก็เป็นผู้ชายที่มีวิวัฒนาการเพื่อให้เป็นไปตามเกณฑ์ที่เลือกของความแข็งแกร่งและอำนาจ ความแตกต่างระหว่างเพศในศตวรรษที่สิบเก้านั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการให้พื้นฐานทางชีววิทยาที่ถูกกล่าวหาเพื่อความเหนือกว่าของผู้ชาย

ความพยายามใดๆ ที่จะแยกดาร์วิน ‘good' ออกจากนักสังคมสงเคราะห์ดาร์วิน �' ไม่สามารถต้านทานการอ่านงานเขียนของดาร์วินอย่างระมัดระวังได้ เขาสนับสนุนมุมมองของลูกพี่ลูกน้องฟรานซิส กัลตันอย่างกระตือรือร้นเกี่ยวกับอัจฉริยะทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดมาจากสายเลือดชาย และพยักหน้าอย่างระมัดระวังต่อสุพันธุศาสตร์ ในช่วง 150 ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่ดาร์วินเขียนความคิดเห็นเกี่ยวกับเชื้อชาติ เพศ และสุพันธุศาสตร์ ในขณะที่บางครั้งอยู่ใต้ดิน พวกเขาไม่เคยหายไปจากประวัติศาสตร์ที่น่าเสียใจเลย

พัฒนาการในปัจจุบันทั้งด้านพันธุศาสตร์และประสาทวิทยากำลังเพิ่มพูนขึ้นอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม มีการใช้ภาษาสมัยใหม่ วิทยาศาสตร์ทางชีววิทยากำลังถูกแบ่งแยกเชื้อชาติและเพศใหม่ กลุ่มประชากรที่แยกจากกันไม่เชื้อชาติในความหมายทางชีววิทยา ท้ายที่สุด แสดงให้เห็นถึงความแปรผันที่เชื่อถือได้ในความถี่ของยีน ซึ่งบางส่วนเกี่ยวข้องกับความผิดปกติที่ทราบ เช่น โรค Tay'sx02013Sachs หรือซิสติกไฟโบรซิส และมีความแตกต่างเล็กน้อยแต่แข็งแกร่ง ทั้งทางเคมีและทางกายวิภาค ระหว่างสมองของผู้ชายและผู้หญิง แม้ว่าไม่มีใครมีความคิดที่แท้จริงว่าความหมายจะเป็นอย่างไร เรียงความล่าสุดใน ธรรมชาติ กระทั่งให้เหตุผลว่า ถึงเวลาเปิดคำถาม 'x02018untouchable' อีกครั้งเกี่ยวกับความแตกต่างทางเชื้อชาติและเพศในหน่วยสืบราชการลับ หรือมากกว่านั้น มาตรการตัวแทนที่เห็นได้ชัดคือ IQ (Ceci& Williams, 2009)

การตอบสนองของฉันต่อสิ่งนี้เปรียบเสมือนการถามคำถามเกี่ยวกับความแตกต่างของกลุ่มในสติปัญญาเพื่อการวิจัยเกี่ยวกับ phlogiston ในยุคของเคมีสมัยใหม่ (Rose, 2009) และฉันไม่ต้องการที่จะชดใช้ข้อโต้แย้งเหล่านั้นที่นี่ แต่ฉันต้องการไตร่ตรองถึงความยุ่งเหยิงที่เป็นไปไม่ได้ที่เราได้พยายามประนีประนอมกับการใช้คำว่า ‘race' สามประการ: การใช้งานที่ได้รับความนิยม ที่ใช้โดยสังคมศาสตร์และของนักชีววิทยา สำหรับนักชีววิทยา คำจำกัดความนั้นชัดเจนตั้งแต่แรกเห็น: เผ่าพันธุ์เป็นการผสมข้ามพันธุ์ ซึ่งปกติแล้วประชากรของสิ่งมีชีวิตที่แยกตัวตามภูมิศาสตร์แตกต่างจากประชากรอื่นๆ ของสปีชีส์เดียวกันในความถี่ของลักษณะทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะนำคำจำกัดความดังกล่าวไปใช้กับมนุษย์ ทุกวันนี้ความโดดเดี่ยวทางภูมิศาสตร์แทบไม่มีอยู่เลย และแม้แต่ในอดีตของมนุษย์ก็กลายเป็นเรื่องธรรมดาที่ ‘ ยีนจะเดินทางไปตามถนน” หรือคำจำกัดความของ ‘ประชากร' ก็ไม่ชัดเจนเช่นกัน: เราสามารถขยายหรือย่อขนาดของกลุ่มได้ตามต้องการ (Marks, 2008) ยกตัวอย่างเช่น ความถี่ของยีนมีความแตกต่างกันระหว่างผู้ที่อาศัยอยู่ในภาคเหนือและภาคใต้ของเวลส์ นี่คือเหตุผลที่การอ้างถึง 𠆋iogeographical บรรพบุรุษของบุคคลนั้นเป็นคำที่มีประโยชน์มากกว่า

ปัญหาของนักชีววิทยาเกี่ยวกับเชื้อชาติขยายออกไปในทุกสัดส่วนโดยความพยายามของนโยบายสาธารณะที่มีความหมายดีในการจัดหมวดหมู่ผู้คนตาม 𠆎thnicity'— เข้าใจว่าเป็นคำที่สุภาพสำหรับคำต้องห้าม ‘race' ในสหราชอาณาจักร มีคนขอให้จัดประเภทตัวเองเป็นประจำด้วยส่วนผสมที่แปลกประหลาดของสีผิว บรรพบุรุษทางภูมิศาสตร์ และสัญชาติ หมวดหมู่ต่างๆ ได้แก่ White British, Irish, Black British, other European, Asian, African and Mixed ในสหรัฐอเมริกา ผู้คนถูกจัดอยู่ในกลุ่มอื่นๆ เช่น ลาติน ฮิสแปนิก แอฟริกัน หรือคอเคเซียน ในสหรัฐอเมริกา ‘เอเชีย” หมายถึงใครบางคนจากญี่ปุ่นหรือจีน ในขณะที่ในสหราชอาณาจักร มีแนวโน้มที่จะหมายถึงใครบางคนจากอนุทวีปอินเดีย ด้วยเหตุผลที่คลุมเครือ ‘คนผิวขาว' หมายถึงคนผิวขาวทางตะวันตก สันนิษฐานว่าอิงจากสมมติฐานเกี่ยวกับการอพยพของประชากรยุคหินพาลีโอลิธอิกไปยังยุโรปจากเทือกเขาคอเคซัส แต่ในรัสเซีย ผู้คนจากสาธารณรัฐคอเคเซียนได้รับความนิยม—และถูกดูหมิ่นเหยียดหยาม—เรียกว่า ‘คนผิวดำ' ความสับสนเสร็จสมบูรณ์

ดังนั้นการจำแนกประเภทดังกล่าวมีวัตถุประสงค์อะไรที่เป็นไปได้? ฉันแนะนำว่าแม้ว่าคำถามเกี่ยวกับ "เผ่าพันธุ์" ของบุคคลนั้นจะมีความหมายเฉพาะในสังคมที่แบ่งแยกเชื้อชาติ แต่คำถามเกี่ยวกับบรรพบุรุษทางชีวภูมิศาสตร์ยังคงน่าสนใจ อย่างน้อยพวกเราส่วนใหญ่รู้สึกทึ่งเล็กน้อยกับอดีตของตัวเอง เนื่องจากการตอบรับอย่างกระตือรือร้นต่อเว็บไซต์เช่น Genes Reunited หรือความนิยมในการติดตามแผนภูมิลำดับวงศ์ตระกูลสมมุติผ่านการแสดงข้อมูลสำมะโน เป็นที่แน่ชัดกว่านั้น การรู้ว่าเรามาจากไหนสามารถชี้ให้เห็นถึงปัจจัยเสี่ยงต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นได้ แต่ประวัติศาสตร์ที่มืดมนของพันธุศาสตร์ตั้งแต่สมัยดาร์วินจนถึงปัจจุบัน ชี้ให้เห็นว่านักชีววิทยาต้องระมัดระวังในการทำงานกับหมวดหมู่ดังกล่าวอย่างไร


บทที่ 2

-การกลายพันธุ์-การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มในยีน ดีเอ็นเอ หรือโครโมโซม ทำให้เกิดลักษณะใหม่ที่อาจเป็นประโยชน์ เป็นอันตราย หรือเป็นกลางในผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต

ชีววิทยาวิวัฒนาการ-การศึกษากระบวนการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตและการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมในปัจจุบัน

อนุกรมวิธาน - การจำแนกสิ่งมีชีวิตและสิ่งมีชีวิตในอดีต

systematics-การศึกษาความสัมพันธ์วิวัฒนาการของสายพันธุ์กับอีกคนหนึ่ง

ธรณีวิทยา-การศึกษาประวัติศาสตร์ทางกายภาพของโลก

รังสีที่ปรับเปลี่ยนได้ - การกระจายสายพันธุ์ของบรรพบุรุษไปสู่สายพันธุ์ใหม่ซึ่งแต่ละชนิดได้รับการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและมีเอกลักษณ์เฉพาะ

- มีผู้เสียชีวิตกว่า 11,000 รายจากการระบาดในปี 2557-2558

บังแสงแดด--> เกิดเมฆฝุ่นขนาดใหญ่

Lamarckism - ทฤษฎีที่ว่าวิวัฒนาการเกิดขึ้นเมื่อลักษณะที่ได้รับในช่วงชีวิตหนึ่งถูกส่งผ่านไปยังคนรุ่นต่อไป

ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางก่อน Charles Darwin:
- สิ่งมีชีวิตสามารถส่งต่อการเปลี่ยนแปลงไปยังลูกหลานได้

- โลกมีอายุนับล้านปี

-Charles Lyell ยืนยันการประมาณการอายุมากของโลก

-Georges Cuvier พัฒนาแนวคิดเรื่องการสูญพันธุ์

-Carolus Linnaeus พัฒนาระบบการจัดหมวดหมู่อนุกรมวิธาน

-Thomas Malthus ผู้ก่อตั้งกลุ่มประชากร ตั้งทฤษฎีว่าขนาดประชากรถูกจำกัดด้วยปริมาณอาหาร

-Chevalier de Lamarck develops the theory of evolution through the inheritance of acquired characteristics.


3.7.3 Evolution may lead to speciation (A-level only)

โอกาสในการพัฒนาทักษะ

Individuals within a population of a species may show a wide range of variation in phenotype. This is due to genetic and environmental factors. The primary source of genetic variation is mutation. Meiosis and the random fertilisation of gametes during sexual reproduction produce further genetic variation.

Predation, disease and competition for the means of survival result in differential survival and reproduction, ie natural selection.

Those organisms with phenotypes providing selective advantages are likely to produce more offspring and pass on their favourable alleles to the next generation. The effect of this differential reproductive success on the allele frequencies within a gene pool.

The effects of stabilising, directional and disruptive selection.

Evolution as a change in the allele frequencies in a population.

Reproductive separation of two populations can result in the accumulation of difference in their gene pools. New species arise when these genetic differences lead to an inability of members of the populations to interbreed and produce fertile offspring. In this way, new species arise from existing species.

Allopatric and sympatric speciation.

The importance of genetic drift in causing changes in allele frequency in small populations.

Students should be able to:

  • explain why individuals within a population of a species may show a wide range of variation in phenotype
  • explain why genetic drift is important only in small populations
  • explain how natural selection and isolation may result in change in the allele and phenotype frequency and lead to the formation of a new species
  • explain how evolutionary change over a long period of time has resulted in a great diversity of species.

Students could apply their knowledge of sampling to the concept of genetic drift.

Students could devise an investigation to mimic the effects of random sampling on allele frequencies in a population.

Students could use computer programs to model the effects of natural selection and of genetic drift.


ตัวเลือกการเข้าถึง

เข้าถึงวารสารฉบับเต็มเป็นเวลา 1 ปี

ราคาทั้งหมดเป็นราคาสุทธิ
ภาษีมูลค่าเพิ่มจะถูกเพิ่มในภายหลังในการชำระเงิน
การคำนวณภาษีจะสิ้นสุดในขั้นตอนการชำระเงิน

รับสิทธิ์เข้าถึงบทความแบบจำกัดเวลาหรือแบบเต็มบน ReadCube

ราคาทั้งหมดเป็นราคาสุทธิ


ผลระยะยาวของการเติบโตของประชากรมนุษย์แบบทวีคูณ

มีการพยากรณ์ที่เลวร้ายมากมายเกี่ยวกับประชากรโลกซึ่งนำไปสู่วิกฤตครั้งใหญ่ที่เรียกว่า "การระเบิดของประชากร" ในหนังสือปี พ.ศ. 2511 ระเบิดประชากรนักชีววิทยา ดร. Paul R. Ehrlich เขียนว่า “การต่อสู้เพื่อเลี้ยงดูมนุษยชาติทั้งหมดสิ้นสุดลงแล้ว ในปี 1970 ผู้คนหลายร้อยล้านคนจะอดอยากตายทั้งๆ ที่โปรแกรมขัดข้องใดๆ ก็ตามที่เริ่มดำเนินการอยู่ในขณะนี้ ในช่วงปลายปีนี้ไม่มีอะไรสามารถป้องกันอัตราการเสียชีวิตของโลกที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก” While many critics view this statement as an exaggeration, the laws of exponential population growth are still in effect, and unchecked human population growth cannot continue indefinitely.

Efforts to control population growth led to the one-child policy in China, which used to include more severe consequences, but now imposes fines on urban couples who have more than one child. เนื่องจากคู่รักบางคู่ต้องการมีทายาทชาย คู่รักชาวจีนจำนวนมากยังคงมีบุตรมากกว่าหนึ่งคน The policy itself, its social impacts, and the effectiveness of limiting overall population growth are controversial. แม้จะมีนโยบายควบคุมประชากร ประชากรมนุษย์ยังคงเติบโตต่อไป At some point the food supply may run out because of the subsequent need to produce more and more food to feed our population. The United Nations estimates that future world population growth may vary from 6 billion (a decrease) to 16 billion people by the year 2100. There is no way to know whether human population growth will moderate to the point where the crisis described by Dr. Ehrlich will be averted.

Another result of population growth is the endangerment of the natural environment. Many countries have attempted to reduce the human impact on climate change by reducing their emission of the greenhouse gas carbon dioxide. However, these treaties have not been ratified by every country, and many underdeveloped countries trying to improve their economic condition may be less likely to agree with such provisions if it means slower economic development. นอกจากนี้ บทบาทของกิจกรรมของมนุษย์ในการก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้กลายเป็นประเด็นทางสังคมและการเมืองที่มีการถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิงในประเทศที่พัฒนาแล้วบางประเทศ รวมทั้งสหรัฐอเมริกา Thus, we enter the future with considerable uncertainty about our ability to curb human population growth and protect our environment.

ลิงค์การเรียนรู้

Visit this website and select “Launch movie” for an animation discussing the global impacts of human population growth.