Prawo Hardy’ego-Weinberga – wzór, zastosowanie

Genetyka populacji jest dziedziną zajmującej się badaniem dziedziczności w obrębie populacji. Podstawowym jej założeniem jest prawo sformułowane niezależnie przez dwóch uczonych – angielskiego matematyka Hardy’ego i niemieckiego genetyka Weinberga, które od nazwisk odkrywców nazwano prawem Hardy’ego-Weinberga.

Zgodnie z tym prawem: frekwencja, czyli częstość występowania alleli i genotypów jest stała, to znaczy, że nie zmienia się w kolejnych pokoleniach. Populacja, której dotyczy to prawo jest w stanie równowagi genetycznej i nie podlega prawom ewolucji. 

Reguła sformułowana przez Hardy’ego i Weinberga sprawdzi się tylko wtedy, gdy zostaną spełnione następujące warunki:

• populacja składa się dużej liczby osobników – tylko w grupie osobników o wysokiej liczebności działają reguły statystyczne
• w obrębie populacji osobniki krzyżują się losowo (panmiksja) – nie występują żadne ograniczenia środowiskowe i geograficzne, nie uwzględnione są preferencje płciowe, dlatego prawdopodobieństwo skojarzenie się jest takie samo dla wszystkich osobników
• nie istnieją żadne mechanizmy selekcyjne – wszystkie osobniki są tak samo płodne, a ich potomstwo ma taką samą szansę na przeżycie; nie działa dobór naturalny, ani sztuczny
• w obrębie populacji nie zachodzą mutacje, a zmienność organizmów wynika wyłącznie z rekombinacji
• populacje są od siebie odizolowane, co znaczy, że osobniki nie mogą pomiędzy nimi migrować (zapobiega to wymianie genów)

Zgodnie z prawem Hardy’ego-Weinberga można określić częstość występowania alleli i genotypów w danej populacji. W populacji diploidalnego gatunku, którego określony gen posiada tylko dwa allele : A i a :

p – częstość występowania allelu A

q – częstość występowania allelu a

p + q = 1

p² – częstość występowania homozygoty dominującej (genotypu AA)
q²– częstość występowania homozygoty recesywnej (genotypu aa)
2pq – częstość występowania heterozygoty Aa

wówczas mamy:

p² + q² + 2pq = 1

W rzeczywistości wszystkie warunki prawa Hardy’ego-Weinberga nigdy nie są spełnione jednocześnie, dlatego populacje występujące w przyrodzie nie są w stanie równowagi genetycznej i podlegają ewolucji.