自然选择对基因频率影响的计算方法

自然选择对基因频率影响的计算方法——对教材中基因频率计算方法的质疑◆李小斌（陕西延安宝塔区第四中学）

摘要：主要对教材中自然选择对基因频率影响的计算方法提出质疑，并提出自己的计算方法及其依据。

关键词：遗传平衡定律 基因频率 自然选择

一、问题来源

人教版高中生物教材必修二《种群基因频率的改变与生物进化》一节，第117页。内容如下：

1870年，桦尺蠖种群的基因频率如下：SS10%，Ss20%，ss70%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。第2～10年间，该种群每年的基因型频率是多少？每年的基因频率是多少？请将计算结果填入表中。

二、对此问题的分析

笔者认为这种计算方法是错误的，下面从四个方面来说明。

（一）桦尺蠖的生活史

桦尺蠖，又名桦尺蛾，学名Biston betularia，属动物界节肢动物门昆虫纲（六足纲）鳞翅目，尺蠖蛾总科尺蠖蛾科（Geometridae）。尺蛾以幼虫过冬，4月左右随寄主复苏，然后取食嫩叶生长发育。6月左右进入化蛹期， 7月左右羽化为成虫。成虫寿命只有10天左右，交配产卵后死亡。随后卵发育成幼虫取食叶肉，10月左右进入休眠。根据尺蛾生活史可以看到它的寿命是一年。

（二）自然选择的对象

因为桦尺蠖的寿命是一年，也就意味着一年后所有的桦尺蠖全部死亡，存活的是它们的后代，那么到了下一年自然选择应该作用于它们的后代，而不是上一代。

（三）教材计算的错误原因

教材中计算第2年桦尺蠖的数量时，是以第1年桦尺蠖的数量作为基数，这显然是错误的，因为到第2年时，第一年的桦尺蠖已经全部死亡，不可能以它们作为计算的基数。

三、正确的算法

要正确计算第2年的数量，要考虑很多因素。比如，被淘汰的个体有没有留下后代？多少后代？后代中各种类型比例如何？但笔者认为，在高中范围内应根据遗传平衡定律进行计算，并假定自然选择中被淘汰的个体在繁殖前死亡而且不再产生后代，而没有被淘汰的其它个体则随机交配，且繁殖能力相同。那么第二年的算法应该如下：

参考文献：

[1]周善平，孙悦泽.女贞尺蛾的生活史与防治研究.植物保护，1990，（01）：30.

[2]吴相钰，陈阅增.普通生物学（3版）.北京：高等教育出版社，2009.328.