के सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांतों में से एक है जनसंख्या आनुवंशिकीआबादी में आनुवंशिक संरचना और अंतर का अध्ययन, है हार्डी-वेनबर्ग संतुलन सिद्धांत. के रूप में भी वर्णित है आनुवांशिक संतुलन, यह सिद्धांत एक आबादी के लिए आनुवंशिक पैरामीटर देता है जो विकसित नहीं हो रहा है। इतनी आबादी में, आनुवंशिक विभिन्नता तथा प्राकृतिक चयन घटित नहीं होता है और जनसंख्या में परिवर्तनों का अनुभव नहीं होता है जीनोटाइप तथा एलील पीढ़ी से पीढ़ी तक आवृत्तियों।
हार्डी-वेनबर्ग सिद्धांत 1900 के शुरुआती दिनों में गणितज्ञ गॉडफ्रे हार्डी और चिकित्सक विल्हेम वेनबर्ग द्वारा विकसित किया गया था। उन्होंने गैर-विकसित आबादी में जीनोटाइप और एलील आवृत्तियों की भविष्यवाणी करने के लिए एक मॉडल का निर्माण किया। यह मॉडल पांच मुख्य मान्यताओं या शर्तों पर आधारित है, जो आबादी के लिए आनुवंशिक संतुलन में मौजूद होने के लिए मिलना चाहिए। ये पाँच मुख्य स्थितियाँ इस प्रकार हैं:
आनुवंशिक संतुलन के लिए आवश्यक शर्तों को आदर्श बनाया गया है, क्योंकि हम उन्हें प्रकृति में एक बार नहीं देखते हैं। जैसे, आबादी में विकास होता है। आदर्श परिस्थितियों के आधार पर, हार्डी और वेनबर्ग ने समय के साथ गैर-विकसित आबादी में आनुवंशिक परिणामों की भविष्यवाणी करने के लिए एक समीकरण विकसित किया।
यह समीकरण, पी2 + 2pq + q2 = 1, के रूप में भी जाना जाता है हार्डी-वेनबर्ग संतुलन समीकरण.
यह आनुवंशिक संतुलन में आबादी के अपेक्षित परिणामों के साथ जनसंख्या में जीनोटाइप आवृत्तियों में परिवर्तन की तुलना करने के लिए उपयोगी है। इस समीकरण में, पी2 की अनुमानित आवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है समयुग्मक जनसंख्या में प्रमुख व्यक्ति, 2pq की अनुमानित आवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है विषमयुग्मजी व्यक्तियों, और क्ष2 समरूपता के अप्रभावी व्यक्तियों की अनुमानित आवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है। इस समीकरण के विकास में, हार्डी और वेनबर्ग विस्तारित स्थापित हुए मेंडेलियन आनुवंशिकी सिद्धांत जनसंख्या आनुवांशिकी की विरासत।
हार्डी-वेनबर्ग संतुलन के लिए मिलने वाली शर्तों में से एक अनुपस्थिति है म्यूटेशन एक आबादी में। उत्परिवर्तन के जीन अनुक्रम में स्थायी परिवर्तन हैं डीएनए. ये परिवर्तन बदल जाते हैं जीन और जनसंख्या में आनुवांशिक भिन्नता को जन्म देता है। हालांकि उत्परिवर्तन किसी आबादी के जीनोटाइप में परिवर्तन पैदा करते हैं, वे अवलोकन योग्य, या उत्पादन नहीं कर सकते हैं फेनोटाइपिक परिवर्तन. उत्परिवर्तन व्यक्तिगत जीन या संपूर्ण को प्रभावित कर सकते हैं गुणसूत्रों. जीन म्यूटेशन आम तौर पर या तो होते हैं बिंदु म्यूटेशन या बेस-जोड़ी सम्मिलन / विलोपन. एक बिंदु उत्परिवर्तन में, एक एकल न्यूक्लियोटाइड बेस जीन अनुक्रम को बदलकर बदल दिया जाता है। बेस-जोड़ी सम्मिलन / विलोपन के कारण फ्रेम शिफ्ट म्यूटेशन होता है जिसमें जिस फ्रेम से डीएनए पढ़ा जाता है प्रोटीन संश्लेषण स्थानांतरित कर दिया गया है। इससे दोषपूर्ण का उत्पादन होता है प्रोटीन. ये उत्परिवर्तन बाद की पीढ़ियों के माध्यम से पारित किए जाते हैं डी एन ए की नकल.
गुणसूत्र उत्परिवर्तन एक गुणसूत्र की संरचना या एक कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन कर सकता है। संरचनात्मक गुणसूत्र परिवर्तन दोहराव या गुणसूत्र टूटने के परिणामस्वरूप होता है। क्या डीएनए का एक टुकड़ा गुणसूत्र से अलग हो जाना चाहिए, यह दूसरे गुणसूत्र पर एक नई स्थिति में स्थानांतरित हो सकता है (अनुवाद), यह रिवर्स हो सकता है और गुणसूत्र (उलटा) में वापस डाला जा सकता है, या इसके दौरान खो सकता है कोशिका विभाजन (विलोपन)। ये संरचनात्मक उत्परिवर्तन क्रोमोसोमल डीएनए पर जीन भिन्नता उत्पन्न करते हैं जो जीन भिन्नता उत्पन्न करते हैं। गुणसूत्र संख्या में परिवर्तन के कारण क्रोमोज़ोम उत्परिवर्तन भी होता है। यह आमतौर पर गुणसूत्रों के टूटने के दौरान या गुणसूत्रों की विफलता के दौरान (nondisjunction) सही ढंग से अलग होने के परिणामस्वरूप होता है अर्धसूत्रीविभाजन या पिंजरे का बँटवारा.
हार्डी-वेनबर्ग संतुलन में, जीन प्रवाह जनसंख्या में नहीं होना चाहिए। जीन बहाव, या जीन प्रवासन तब होता है जब एलील आवृत्तियों जनसंख्या में परिवर्तन के रूप में जीव आबादी में या उससे बाहर चले जाते हैं। एक आबादी से दूसरे में प्रवासन एक नए जीन को मौजूदा जीन पूल में प्रवेश कराता है यौन प्रजनन दो आबादी के सदस्यों के बीच। जीन आबादी अलग आबादी के बीच प्रवास पर निर्भर है। जीवों को लंबी दूरी या अनुप्रस्थ अवरोधों (पहाड़ों, महासागरों आदि) की यात्रा करने में सक्षम होना चाहिए ताकि वे किसी अन्य स्थान पर स्थानांतरित हो सकें और एक मौजूदा आबादी में नए जीनों को पेश कर सकें। गैर-मोबाइल संयंत्र आबादी में, जैसे कि आवृत्तबीजी, जीन प्रवाह के रूप में हो सकता है पराग हवा या जानवरों द्वारा दूर के स्थानों पर ले जाया जाता है।
आबादी से बाहर निकलने वाले जीव जीन आवृत्तियों को भी बदल सकते हैं। जीन पूल से जीन को हटाने से विशिष्ट एलील की घटना घट जाती है और जीन पूल में उनकी आवृत्ति बदल जाती है। आव्रजन एक जनसंख्या में आनुवंशिक भिन्नता लाता है और जनसंख्या को पर्यावरणीय परिवर्तनों के अनुकूल बनाने में मदद कर सकता है। हालांकि, आप्रवासन एक स्थिर वातावरण में इष्टतम अनुकूलन के लिए इसे और अधिक कठिन बनाता है। प्रवासी जीन (एक आबादी से बाहर जीन प्रवाह) एक स्थानीय वातावरण के अनुकूलन को सक्षम कर सकता है, लेकिन यह भी आनुवंशिक विविधता और संभव विलुप्त होने का नुकसान हो सकता है।
एक बहुत बड़ी आबादी, अनंत आकार का, हार्डी-वेनबर्ग संतुलन के लिए आवश्यक है। के प्रभाव का मुकाबला करने के लिए इस स्थिति की आवश्यकता है आनुवंशिक बहाव. आनुवंशिक बहाव जनसंख्या के एलील आवृत्तियों में परिवर्तन के रूप में वर्णित किया जाता है जो संयोग से होता है न कि प्राकृतिक चयन द्वारा। छोटी आबादी, आनुवंशिक बहाव का प्रभाव जितना अधिक होगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि जितनी छोटी आबादी होगी, उतनी संभावना होगी कि कुछ एलील ठीक हो जाएंगे और दूसरे बन जाएंगे विलुप्त. जनसंख्या से एलील्स को हटाने से जनसंख्या में एलील आवृत्तियों में परिवर्तन होता है। बड़ी संख्या में व्यक्तियों में एलील की घटना के कारण बड़ी आबादी में एलील आवृत्तियों को बनाए रखने की अधिक संभावना है।
आनुवंशिक बहाव अनुकूलन से उत्पन्न नहीं होता है बल्कि संयोग से होता है। जनसंख्या में मौजूद एलील आबादी में जीवों के लिए सहायक या हानिकारक हो सकते हैं। दो प्रकार की घटनाएं आनुवंशिक बहाव और एक आबादी के भीतर बेहद कम आनुवंशिक विविधता को बढ़ावा देती हैं। पहले प्रकार की घटना को आबादी की अड़चन के रूप में जाना जाता है। अड़चन आबादी एक जनसंख्या दुर्घटना के परिणामस्वरूप जो कुछ प्रकार की भयावह घटना के कारण होती है, जो अधिकांश आबादी को मिटा देती है। जीवित आबादी में एलील की सीमित विविधता और एक कम है जीन कुण्ड जिससे ड्रा हो सके। आनुवांशिक बहाव का एक दूसरा उदाहरण देखा जाता है कि इसे किस नाम से जाना जाता है संस्थापक प्रभाव. इस उदाहरण में, व्यक्तियों का एक छोटा समूह मुख्य आबादी से अलग हो जाता है और एक नई आबादी स्थापित करता है। इस औपनिवेशिक समूह में मूल समूह का पूर्ण एलील प्रतिनिधित्व नहीं है और तुलनात्मक रूप से छोटे जीन पूल में अलग एलील आवृत्तियाँ होंगी।
यादृच्छिक संभोग आबादी में हार्डी-वेनबर्ग संतुलन के लिए एक और शर्त आवश्यक है। यादृच्छिक संभोग में, व्यक्ति अपने संभावित साथी में चयनित विशेषताओं के लिए वरीयता के बिना संभोग करते हैं। आनुवांशिक संतुलन बनाए रखने के लिए, इस संभोग के परिणामस्वरूप जनसंख्या में सभी महिलाओं के लिए समान संतानों का उत्पादन होना चाहिए। गैर यादृच्छिक संभोग आमतौर पर यौन चयन के माध्यम से प्रकृति में मनाया जाता है। में यौन चयन, एक व्यक्ति एक दोस्त का चयन करता है जो लक्षण के आधार पर बेहतर माना जाता है। लक्षण, जैसे चमकीले रंग के पंख, पाशविक ताकत या बड़े एंटीलर्स उच्च फिटनेस का संकेत देते हैं।
मादाओं की तुलना में अधिक मादाएं, अपने युवा के लिए जीवित रहने की संभावना को बेहतर बनाने के लिए साथी का चयन करते समय चुनिंदा होती हैं। गैर-यादृच्छिक संभोग आबादी में एलील आवृत्तियों को बदल देता है क्योंकि वांछित लक्षणों वाले व्यक्तियों को इन लक्षणों के बिना अधिक बार संभोग के लिए चुना जाता है। कुछ में जाति, केवल चुनिंदा व्यक्तियों को संभोग करने के लिए मिलता है। पीढ़ी दर पीढ़ी, चयनित व्यक्तियों के एलील जनसंख्या के जीन पूल में अधिक बार आएंगे। जैसे, यौन चयन में योगदान होता है जनसंख्या का विकास.
हार्डी-वेनबर्ग संतुलन में आबादी के अस्तित्व के लिए, प्राकृतिक चयन नहीं होना चाहिए। प्राकृतिक चयन में एक महत्वपूर्ण कारक है जैविक विकास. जब प्राकृतिक चयन होता है, तो सबसे अच्छी आबादी वाले व्यक्ति उनके वातावरण के अनुकूल जीवित रहते हैं और उन लोगों की तुलना में अधिक संतान पैदा करते हैं जो कि अनुकूल नहीं हैं। इससे जनसंख्या के आनुवांशिक श्रृंगार में बदलाव होता है, क्योंकि समग्र रूप से आबादी के लिए अधिक अनुकूल एलील्स पारित किए जाते हैं। प्राकृतिक चयन जनसंख्या में एलील आवृत्तियों को बदलता है। यह परिवर्तन मौका के कारण नहीं है, जैसा कि आनुवंशिक बहाव के साथ होता है, लेकिन पर्यावरणीय अनुकूलन का परिणाम है।
पर्यावरण स्थापित करता है कि कौन सी आनुवंशिक विविधताएं अधिक अनुकूल हैं। कई कारकों के परिणामस्वरूप ये विविधताएं होती हैं। जीन उत्परिवर्तन, जीन प्रवाह और आनुवंशिक पुनर्संयोजन यौन प्रजनन के दौरान वे सभी कारक हैं जो एक आबादी में भिन्नता और नए जीन संयोजन का परिचय देते हैं। प्राकृतिक चयन के पक्षधर लक्षण एकल जीन या कई जीनों द्वारा निर्धारित किए जा सकते हैं (पॉलीजेनिक लक्षण). स्वाभाविक रूप से चयनित लक्षणों के उदाहरणों में पत्ती संशोधन शामिल है नरभक्षी पादप, जानवरों में पत्ती जैसा दिखता है, और अनुकूली व्यवहार सुरक्षा तंत्र, जैसे कि मृत खेलना.