Di truyền học dân số là một lĩnh vực của di truyền học liên quan đến sự khác biệt di truyền trong và giữa các quần thể, và là một phần của sinh học tiến hoá. Nghiên cứu trong ngành sinh học này xem xét các hiện tượng như thích ứng, speciation, và cơ cấu dân số.
Di truyền học dân số là một thành phần quan trọng trong sự xuất hiện của tổng hợp tiến hoá hiện đại. Những người sáng lập ban đầu là Sewall Wright, J. B. S. Haldane và Ronald Fisher, người cũng đặt nền tảng cho các nguyên tắc liên quan về di truyền định tính. Theo truyền thống, một kỷ luật toán học cao, di truyền học dân số hiện đại bao gồm nghiên cứu lý thuyết, phòng thí nghiệm và hiện trường. Các mô hình di truyền dân số được sử dụng cho các kết luận thống kê từ dữ liệu trình tự DNA và để chứng minh / khước từ khái niệm.
Điều gì đặt ra di truyền dân số ngày nay từ các phương pháp tiếp cận kiểu hình mới hơn, có tính hình thái hơn đối với quá trình phát triển mô hình, như lý thuyết trò chơi tiến hóa và động lực thích nghi, là nhấn mạnh vào các hiện tượng di truyền như sự thống trị, sự thừa nhận và mức độ tái tổ hợp di truyền phá vỡ sự mất cân bằng liên kết. Điều này làm cho nó thích hợp để so sánh với dữ liệu về bộ số liệu dân số
Lịch sử
Ronald Fisher
Di truyền học dân số bắt đầu như một sự hòa hợp giữa các mô hình Mendelian và các mô hình sinh-sinh học. Lựa chọn tự nhiên sẽ chỉ gây ra sự tiến hoá nếu có đủ biến dị di truyền trong quần thể. Trước khi khám phá ra di truyền học Mendelian, một giả thuyết chung là trộn lẫn thừa kế. Nhưng với sự thừa kế hỗn hợp, sự biến thiên di truyền sẽ nhanh chóng mất đi, làm cho quá trình tiến hóa do sự lựa chọn tự nhiên hoặc tình dục không khả thi. Nguyên tắc Hardy-Weinberg cung cấp giải pháp để biến đổi được duy trì như thế nào trong một quần thể di sản Mendelian. Theo nguyên tắc này, tần số của allele (biến thể của một gen) sẽ vẫn không thay đổi khi không có lựa chọn, đột biến, di cư và trôi gien di truyền.
Bước then chốt tiếp theo là công trình của nhà sinh học và thống kê Anh Ronald Fisher. Fisher đã chỉ ra rằng sự biến đổi liên tục được đo bằng các biometrician có thể được tạo ra bởi hành động kết hợp của nhiều gen rời rạc, và việc lựa chọn tự nhiên có thể làm thay đổi allele tần số trong một quần thể, kết quả là tiến hóa. Trong một loạt các giấy tờ bắt đầu năm 1924, một nhà di truyền học người Anh, J.B.S. Haldane, nghiên cứu toán học thay đổi tần số allele tại một locus gen đơn lẻ trong một phạm vi rộng các điều kiện. Haldane cũng áp dụng các phân tích thống kê cho những ví dụ thực tế về lựa chọn tự nhiên, như sự tiến hóa của sâu bướm ốc và công nghệ melanô công nghiệp, và cho thấy hệ số chọn lọc có thể lớn hơn Fisher, dẫn đến tiến hóa nhanh hơn như là một chiến lược ngụy trang sau khi ô nhiễm gia tăng.
J.B.S.Haldane
Nhà sinh vật học người Mỹ Sewall Wright, người có nền tảng về các thí nghiệm chăn nuôi, đã tập trung vào sự kết hợp của gen tương tác và những ảnh hưởng của lai cận huyết đối với những quần thể nhỏ và tương đối bị cô lập có xu hướng di truyền. Năm 1932, Wright đưa ra khái niệm về một phong cảnh thích nghi và lập luận rằng sự di chuyển và lai tạo gen có thể làm cho một quần thể nhỏ, bị cô lập khỏi một đỉnh cao thích nghi, cho phép lựa chọn tự nhiên lái nó theo các đỉnh núi thích nghi khác nhau.
Công trình của Fisher, Haldane và Wright đã thiết lập kỷ luật di truyền dân số. Sự lựa chọn tự nhiên tích hợp này với di truyền học Mendelian, đây là bước đầu tiên quan trọng trong việc phát triển một lý thuyết thống nhất về sự tiến hoá đã tiến triển như thế nào . John Maynard Smith là học trò của Haldane, trong khi đó W.D. Hamilton bị ảnh hưởng nặng nề bởi các bài viết của Fisher. Người Mỹ George R. Price làm việc với Hamilton và Maynard Smith. Richard Lewontin của Mỹ và Motoo Kimura Nhật bị ảnh hưởng nặng nề bởi Wright.
Tổng hợp hiện đại
Bài chi tiết: Tổng hợp hiện đại
Toán học về di truyền dân số ban đầu được phát triển như là sự bắt đầu của tổng hợp hiện đại. Theo Beatty, di truyền học dân số xác định cốt lõi của tổng hợp hiện đại. Trong vài thập niên đầu của thế kỷ 20, hầu hết các nhà tự nhiên học vẫn tiếp tục tin rằng cơ chế tiến hoá Lamarckian và trực giao là giải thích tốt nhất cho sự phức tạp mà họ quan sát được trong thế giới sống. Tuy nhiên, khi lĩnh vực di truyền học tiếp tục phát triển, những quan điểm đó trở nên kém bền vững hơn. Trong quá trình tổng hợp hiện đại, những ý tưởng này đã được thanh lọc, và chỉ những nguyên nhân tiến hóa có thể được thể hiện trong khuôn khổ toán học di truyền dân số được giữ lại . Có sự đồng thuận về những yếu tố tiến hoá nào có thể ảnh hưởng đến sự tiến hóa, nhưng không phải là tầm quan trọng tương đối của các nhân tố khác nhau
Theodosius Dobzhansky, một nghiên cứu sinh thuộc phòng thí nghiệm của T.H. Morgan, bị ảnh hưởng bởi công trình đa dạng di truyền của các nhà di truyền học người Nga như Sergei Chetverikov. Ông đã giúp làm cầu nối sự phân chia giữa các nền tảng của sự phát triển vi phân được phát triển bởi các nhà di truyền học dân số và các mô hình vĩ mô được quan sát bởi các nhà sinh vật học thực địa với cuốn Genetics và Nguồn gốc các loài của cuốn sách năm 1937. Dobzhansky đã kiểm tra tính đa dạng di truyền của quần thể hoang dã và cho thấy, trái với các giả định của các nhà di truyền học quần chúng, những quần thể này có số lượng lớn sự đa dạng di truyền, với sự khác biệt rõ rệt giữa các quần thể phụ. Cuốn sách cũng đã làm công việc toán học cao của các nhà di truyền học dân số và đặt nó vào một hình thức dễ tiếp cận hơn. Nhiều nhà sinh vật học khác bị ảnh hưởng bởi di truyền học dân số qua Dobzhansky hơn là có thể đọc các tác phẩm toán học cao trong bản gốc
Tại Vương quốc Anh E.B. Ford, người tiên phong về di truyền học sinh thái, tiếp tục trong suốt những năm 1930 và 1940 để chứng minh sức mạnh của việc lựa chọn vì các yếu tố sinh thái bao gồm khả năng duy trì sự đa dạng di truyền thông qua các đa hình di truyền như các nhóm máu của con người. Công việc của Ford, phối hợp với Fisher, góp phần làm thay đổi tầm quan trọng trong quá trình tổng hợp hiện đại đối với việc chọn lọc tự nhiên như là lực lượng thống trị.