TRONG QUẦN THỂ
III.1. Đột biến
Tính ổn định tương đối của tần số gen trong quần thể chỉ có thể duy trì nếu các gen không bị đột biến. Nhưng thực tế rõ ràng không phải như vậy. Đột biến là nguồn biến dị di truyền, là nguyên liệu đầu tiên cho quá trình tiến hoá. Mặc dù mỗi gen chịu đột biến ngẫu nhiên với tần số thấp, nhưng tổng số các đột biến khác nhau có thể khá lớn vì số lượng gen rất nhiều.
Ở mỗi thế hệ, vốn gen có thể được bổ sung thêm một số lượng lớn các đột biến mới. Quá trình này gọi là áp lực đột biến. Như vậy, tần số alen của các gen khác trong quần thể sẽ biến đổi phụ thuộc vào áp lực đột biến.
Xét một quần thể, tất cả các cá thể đều mang kiểu gen đồng hợp tử AA về một tính trạng nào đó (pA = 1). Giả sử gen này bị đột biến thành a với xác suất 3.10-5. tức tính trung bình có 3 giao tử bị đột biến trong 100.000 giao tử. Nếu chỉ như vậy thì tần số alen a ở thế hệ thứ nhất sau đột biến là qa = 3.10-5. Nếu đột biến được duy trì qua các thể hệ với xác suất không đổi thì tần số alen a sẽ tăng lên và tần số alen A giảm xuống, đến một thời điểm nào đó, pA sẽ bằng 0 và qa sẽ bằng 1.
III.2. Chọn lọc
Chọn lọc là quá trình sống sót của các cá thể mà kiểu gen của chúng có khả năng thích ứng tốt nhất với các điều kiện của môi trường nhất định.
Xác suất để có thể tồn tại và sinh sản phụ thuộc vào mức độ thích ứng của nó với môi trường. các cá thể càng có mức độ phản ứng, thích ứng rộng bao nhiêu thì càng có khả năng duy trì và phát triển trong quần thể bấy nhiêu. Các cá thể mà kiểu gen của chúng đảm bảo tốt nhất cho sự thích ứng với điều kiện sống sẽ cho con cháu đông đúc hơn so với những cá thể khác ít thích ứng. Do vậy, tần số của gen nào đó trong quần thể cao hay thấp là do chọn lọc xác định.
Kiến thức về di truyền học quần thể cho phép ta xác định được giá trị chọn lọc của các kiểu gen khác nhau. Giả sử trong một quần thể kiểu hình trội dại (AA, Aa) sinh sản cho ra thế hệ tiếp theo 100 con, giá trị chọn lọc của kiểu hình này là 1 (sA = 1,00); kiểu hình lặn (aa) có số lượng tương đương cho ra 90 con, sa = 0,90. Hệ số chọn lọc được dùng để đo mức độ ưu thế của các alen so với nhau, đo sự chênh lệch giá trị thích nghi của 2 alen (alen trội so với alen lặn), ký hiệu S. Trong ví dụ trên thì S = sA - sa = 1,00 - 0,9 = 0,10
+ Nếu sA = sa thì S = 0: TSTĐ của các alen A và a trong Quần thể không đổi. + Nếu sA = 1, sa = 0: TSTĐ của alen A tăng nhanh nhất (trường hợp này đột
biến a gây chết).
Thông thường thì sA, sa, S biến thiên trong khoảng từ 0 → 1. Giá trị của S càng lớn thì tần số tương đối của các alen trong quần thể biến đổi càng nhanh. Hay nói cách khác, giá trị của hệ số chọn lọc S phản ánh áp lực của quá trình chọn lọc.
III.3. Kích thước của quần thể
Mật độ của các gen được xác định bởi kích thước (số lượng cá thể) của quần thể. Kích thước của quần thể càng nhỏ thì khả năng giao phối với nhau của các thể dị hợp càng lớn, do vậy việc xuất hiện các thể đồng hợp lặn ở thế hệ sau càng nhiều. Ngược lại, số lượng cá thể trong quần thể càngnhiều thì khả năng xuất hiện các thể đồng hợp lặn càng ít. Trong quần thể nhỏ, chọn lọc sẽ đào thải các gen có hại và tích luỹ các kiểu gen riêng biệt. Khi kích thước quần thể bị giảm do một hoàn cảnh ngẫu nhiên riêng biệt nào đó thì một sô sgen đột biến có thể được giữ lại trong quần thể, còn các gen khác cũng bị đào thải một cách ngẫu nhiên. Sau đó, khi kích thước quần thể tăng lên thì số lượng các gen được giữ lại ngẫu nhiên này có thể tăng lên nhanh chóng. Hiện tượng biến đổi tần số ngẫu nhiên như vậy được gọi là sự lệch dòng di truyền.
III.4. Cách li
Loài được cấu thành từ các quần thể. Nếu các cá thể của quần thể hoàn toàn hoặc một phần không giao phối với các cá thể của các quần thể khác thì quần thể đó sẽ trải qua một quá trình cách li. Nếu sự tách biệt tiếp diễn qua nhiều thế hệ, còn các nhân tố chọn lọc trong quần thể khác nhau tác động theo hướng khác nhau thì sẽ diễn ra sự phân hoá các quần thể. Sau này các quần thể đó có thể trở thành các thứ, thậm chí các loài mới.