I
mitten av 1800- talet uppmärksammade man att de ljusfläckiga
fjärilarna var mycket mer vanliga än de mörka.
Detta beror på att de ljusa har ett mycket bättre kamouflage
mot de fläckiga trädstammarna, fåglar som äter
fjärilar ser oftast de mörka och äter dem. Således
kommer de ljusa att vara vanligare i populationen. Vid 1890 hade
den industriella revolutionen pågått under ett bra
tag vilket inneburit att luften försämrats avsevärt.
Detta fick till följd att lavarna på trädstammarna
dog och sot och andra föroreningar gjorde trädens bark
mörkare. Man noterade att de mörka formerna av fjärilar
ökade i antal och kom att utgöra majoriteten av populationerna.
Detta beror på att deras mörka färg innebar ökad
fitness då de hade ett bättre kamouflage jämfört
med de ljusa. De överlevde i större utsträckning
fåglarnas predation. När man studerade, vid samma tidpunkt,
träd långt ifrån fabriker och städer såg
man att den ljusfläckiga var vanligast i populationerna.
Man studerade överlevnadsfrekvensen i de olika områdena
och såg att fåglar med lätthet upptäcker
mörka former som sitter på lavtäckt bark och ljusfläckiga
varianter som sitter på mörka, sotiga trädstammar.
Utsläppskontroller har i dagens England inneburit att luftkvaliteten
har förbättrats vilket i sin tur inneburit att den ljusa
formen återigen är vanligast.
I
denna uppgift ska du använda dina kunskaper om evolutionära
processer för att köra och tolka en simulering som speglar
ovanstående scenario. Till uppgiften hör ett antal
frågor som du ska
besvara.
Ladda
ned Excelfilen
1. Tryck på hyperlänken bjorkmatare_sim1.
2. Välj spara och spara filen på skrivbordet.
3. Öppna filen med programmet Excel.
Inmatningsfönster
I den första kolumnen (B2-B4) anger man hur många fjärilar
av de tre olika genotyperna som ska släppas ut i miljön.
I den andra kolumnen (G2-G4) anger man halten föroreningar
i procent, fåglarnas skicklighet att fånga fjärilar
i procent samt miljöns bärkraft (avgör hur många
fjärilar som maximalt kan finnas i populationen).
Under dessa finns två grafer, den första visar frekvensen
av allelerna M och m i populationen över tiden (antal generationer).
Den andra grafen visar frekvensen av de tre genotyperna (MM, Mm,
mm) i populationen över tiden (antal generationer).
Under
graferna finns en stor tabell som måste fyllas i av dig
(trycker du på hyperlänken björkmätare_sim,
kan du ladda ned en version där jag redan fyllt i tabellen.
Dock tycker jag att du ska göra det själv, och använda
första filen, då du kommer lära dig en hel del
om excel och evolution).
Analys
av initialpopulationen innan selektion
1. Klicka på ruta B26. Denna cell ger populationens
storlek före selektion. Skriv in följande formel: =SUMMA(B2:B4)
och tryck på enter. Den här formeln adderar startvärdena
från sidans topp och lägger det i ruta
B26
2. Klicka på ruta C26. Den här rutan
ger antalet MM individer före selektion. Skriv in formeln:
=B2 och tryck på enter. Den här formeln
för över startvärdena för den mörka fjärilsformeln
till C26.
3. Klicka på ruta D26. Den här rutan
ger antalet Mm individer före selektion. Skriv in formeln:
=B3 och tryck på enter. Den här formeln
för över startvärdena för den mörka fjärilsformeln
till D26.
4. Klicka på ruta E26. Den här rutan
ger antalet mm individer före selektion. Skriv in formeln:
=B4 och tryck på enter. Den här formeln
för över startvärdena för den ljusfläckiga
fjärilsformeln till E26.
5. Klicka på ruta F26. Den här rutan
beräknar frekvensen av M alleler (p) före selektion.
Skriv in formeln: =(2*C26+D26)/(B26*2) och tryck på
enter. Det är två M alleler i MM genotypen och en M
allel i Mm genotypen. Du dividerar med två gånger
populationsstorleken på grund av att varje individ
har två alleler (den är diploid).
6. Klicka på ruta G26. Den här rutan
beräknar frekvensen av m alleler (q) före selektion.
Skriv in formeln: =(D26+2*E26)/(B26*2) och tryck på
enter. Det är två m alleler i mm genotypen och en m
allel i Mm genotypen. Du dividerar med två gånger
populationsstorleken på grund av att varje individ
har två alleler (den är diploid).
7. Titta på dina resultat för att
se till att de stämmer med värdena på sidans topp.
Notera att summan av p och q skall bli 1.00. Om det
inte är så, kontrollera dina formler.
Selektionstryck
på initialpopulationen
1. Klicka på ruta H26. Den här rutan
ger antalet MM individer efter selektion. Skriv in formeln: =AVKORTA(C26-C26*((100-$G$2)/100)*$G$3/100)
och tyck på enter. Den här formeln tar initialantalet
av MM individer och subtraherar dessa med dom som blir dödade
av fåglar. Detta bestäms av procenten lavtäckt
bark ((100-$G$2)/100) och fåglarnas procentuella skicklighet
($G$3/100) att upptäcka dom som sitter på
barken.
2. Klicka på ruta I26. Den här rutan
ger antalet Mm individer efter selektion. Skriv in formeln: =AVKORTA(D26-D26*((100-$G$2)/100)*$G$3/100)
och tyck på enter. Den här formeln gör samma
sak som den ovan men utövar selektion på D26, Mm individerna.
3. Klicka på ruta J26. Den här rutan
ger antalet mm individer efter selektion. Skriv in formeln: =AVKORTA(E26-E26*($G$2)/100*($G$3)/100)
och tyck på enter. Den här formeln tar initialantalet
av mm individer och subtraherar dessa med dom som blir dödade
av fåglar. Detta bestäms av procenten mörkfärgad
bark (($G$2)/100) och fåglarnas procentuella skicklighet
($G$3/100) att upptäcka dom som sitter på
barken.
4. Klicka på ruta K26. Denna ruta ger populationsstorleken
efter selektion. Skriv in formeln: =SUMMA(H26:J26)
och tryck på enter. Denna formel adderar de fjärilar
som finns kvar efter selektionen.
5. Klicka på ruta L26. Denna ruta beräknar
frekvensen av M allelen (p) efter selektion. Skriv in formeln:
=(2*H26+I26)/(2*K26) och tryck enter. Det är två M
alleler i MM genotypen och en M allel i Mm genotypen.
Du dividerar med två gånger populationsstorleken på
grund av att varje individ har två alleler (den
är diploid).
6. Klicka på ruta M26. Denna ruta beräknar
frekvensen av m allelen (q) efter selektion. Skriv in formeln:
=(I26+2*J26)/(2*K26) och tryck enter. Det är två m
alleler i mm genotypen och en m allel i Mm genotypen.
Du dividerar med två gånger populationsstorleken på
grund av att varje individ har två alleler (den
är diploid).
7. Jämför dina siffror efter selektion
med siffrorna före selektion för att se om beräkningarna
verkar rimliga. Selektionen skall inte öka antalet
av någon fjärils genotyp. Notera att summan av p och
q skall bli 1.00. Om det inte är så, kontrollera
dina formler.
Beräkning
av genotypfrekvens efter selektion
1. Klicka på ruta N26. Denna ruta ger frekvensen
av MM individer efter selektion. Skriv in formeln: =H26/K26
och tryck enter. Denna formel dividerar antalet MM fjärilar
som är kvar efter selektion med det totala antalet
överlevande fjärilar.
2. Klicka på ruta O26. Denna ruta ger frekvensen
av Mm individer efter selektion. Skriv in formeln: =I26/K26
och tryck enter. Formeln fungerar som ovan fast med Mm individer.
3. Klicka på ruta P26. Denna ruta ger frekvensen
av mm individer efter selektion. Skriv in formeln: =I26/K26
och tryck enter. Formeln fungerar som ovan fast med mm individer.
Nästa
generationen
1. Klicka på ruta B27. Den här rutan bestämmer
storleken på nästa generation fjärilar. Skriv
in formeln: =$G$4 och tryck enter. Denna sätter
populationsstorleken till initialstorleken.
2. Klicka på ruta C27. Den här rutan
använder Hardy -Weinbergs lag (1=p2+2pq+q2) för att
beräkna antalet MM individer i nästa generation.Skriv
in formeln: =AVRUNDA(L26*L26*B27;0) och tryck enter.
Hyperlänken leder dig till en sida som beskriver Hardy-
Weinbergs lag.
3. Klicka på ruta E27 (Japp, E27). Den
här rutan använder Hardy -Weinbergs lag (1=p2+2pq+q2)
för att beräkna antalet mm individer i nästa
generation.Skriv in formeln: =AVRUNDA(M26*M26*B27;0)
och tryck enter.
4. Klicka på ruta D27. Denna ruta beräknar
antalet Mm individer i nästa generation. Skriv in formeln:
=B27-C27-E27 och tryck enter. Denna formel subtraherar
MM och mm individer från den totala populationen.
5. Markera från ruta F26 till P26. Tryck
ctrl c för att kopiera rutorna. Klicka på ruta F27
och tryck ctrl v för att klistra in. Detta borde
färdigställa resultatet för generation nummer 2.
Utöka
beräkningarna till 40 generationer
1. Markera från ruta B27 till ruta P27. Tryck ctrl
c för att kopiera innehållet.
2. Markera från ruta B28 till ruta B65.
Tryck ctrl v för att klistra in.
3. Spara filen!
Texten ovan finns även för nedladdning här.
Här finns uppgifter till laborationen.
