Di solito impostato a 1.0 come riferimento

Può essere superiore a 1.0 per sovradominanza

Determina l'effetto dell'eterozigote

Comprendere i Coefficienti di Selezione

Il coefficiente di selezione (s) misura la forza della selezione naturale che agisce su un tratto. Quantifica lo svantaggio (o vantaggio) relativo di un genotipo rispetto a un altro. Un coefficiente di selezione pari a 0 significa nessuna selezione (evoluzione neutrale), mentre valori assoluti più grandi indicano una selezione più forte.

Concetti Chiave

  • Fitness Assoluta (W): Il numero medio di discendenti prodotti da un genotipo
  • Fitness Relativa (w): Fitness scalata in modo che il genotipo più adatto abbia w = 1,0
  • Coefficiente di Selezione (s): s = 1 - w, dove w è la fitness relativa
  • Coefficiente di Dominanza (h): Determina la fitness degli eterozigoti
    • • h = 0: Dominanza completa (Aa ha la stessa fitness di AA)
    • • h = 0,5: Additivo/nessuna dominanza (Aa intermedio)
    • • h = 1: Recessività completa (Aa ha la stessa fitness di aa)

Relazioni di Fitness

Genotipo Fitness Assoluta Fitness Relativa
AA WAA 1
Aa WAa 1 - hs
aa Waa 1 - s

Tipi di Selezione Naturale

Selezione Direzionale

  • • Favorisce un fenotipo estremo
  • • Aumenta la frequenza dell'allele benefico
  • • Esempio: Resistenza agli antibiotici
  • • s > 0 per l'allele favorito

Selezione Bilanciante

  • • Mantiene la variabilità genetica
  • • Vantaggio dell'eterozigote (sovradominanza)
  • • Esempio: Anemia falciforme nelle regioni malariche
  • • WAa > WAA e Waa

Selezione Purificante

  • • Rimuove le mutazioni deleterie
  • • Il tipo di selezione più comune
  • • Mantiene i geni funzionali
  • • s < 0 per l'allele deleterio

Selezione Diversificante

  • • Favorisce entrambi gli estremi
  • • Seleziona contro i fenotipi intermedi
  • • Può portare alla speciazione
  • • Rara in natura

Interpretare la Forza della Selezione

Selezione Debole (|s| < 0,01)

Differenza di fitness inferiore all'1%. Evoluzione quasi neutrale. I cambiamenti avvengono lentamente nel corso di molte generazioni. La deriva genetica può essere più importante della selezione. Esempio: Mutazioni sinonime nei geni.

Selezione Moderata (0,01 < |s| < 0,1)

Differenza di fitness dell'1-10%. La selezione è efficace nelle grandi popolazioni. Le frequenze alleliche cambiano nel corso di decine o centinaia di generazioni. Esempio: Molti tratti poligenici, tolleranza al lattosio.

Selezione Forte (0,1 < |s| < 0,5)

Differenza di fitness del 10-50%. Rapido cambiamento evolutivo. Gli alleli benefici si diffondono rapidamente; gli alleli deleteri vengono rimossi in modo efficiente. Esempio: Resistenza agli insetticidi, principali alleli di resistenza alle malattie.

Selezione Molto Forte (|s| > 0,5)

Differenza di fitness superiore al 50%. Cambiamento estremamente rapido. Mutazioni letali o semi-letali. Esempio: Alleli letali omozigoti (s = 1), gravi malattie genetiche.

Esempi dal Mondo Reale

Falena della Betulla (Biston betularia)

Durante la Rivoluzione Industriale, le falene di colore scuro avevano un vantaggio selettivo nelle aree inquinate grazie a un migliore mimetismo sugli alberi anneriti dalla fuliggine.

Coefficiente di selezione: s ≈ 0,3-0,5 per le falene chiare nelle aree inquinate

Anemia Falciforme

Gli eterozigoti (HbA/HbS) hanno resistenza alla malaria pur subendo effetti minimi dal tratto falciforme, dimostrando il vantaggio dell'eterozigote.

Coefficienti di selezione: sAA ≈ 0,1 (morti per malaria), saa ≈ 0,8 (anemia grave), wAa ≈ 1,0 (protetto)

Resistenza agli Antibiotici

I batteri con mutazioni di resistenza hanno una fitness drasticamente superiore in presenza di antibiotici, portando a una rapida evoluzione della resistenza.

Coefficiente di selezione: s ≈ 0,9-1,0 per i batteri sensibili (effettivamente letale in presenza di antibiotico)

CCR5-Δ32 e Resistenza all'HIV

Una delezione di 32 paia di basi nel gene CCR5 fornisce resistenza all'infezione da HIV. Gli omozigoti sono quasi immuni; gli eterozigoti mostrano una progressione ritardata.

Coefficiente di selezione: Nelle popolazioni endemiche per HIV, s ≈ -0,2 per l'allele wild-type (benefico per la delezione)

Riferimenti

I calcoli del coefficiente di selezione si basano sulla teoria consolidata della genetica delle popolazioni:

Nota: Questo calcolatore utilizza modelli standard di genetica delle popolazioni. Le popolazioni reali possono sperimentare molteplici pressioni selettive, selezione dipendente dalla frequenza, variazione ambientale e interazioni geniche che influenzano i valori effettivi di fitness. I coefficienti di selezione possono variare tra ambienti, fasi della vita e background genetici.

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