Godfrey Hardy (1877–1947), angielski matematyk, i Wilhelm Weinberg (1862–1937), niemiecki lekarz, oboje znaleźli sposób na powiązanie prawdopodobieństwa genetycznego i ewolucja na początku XX wieku. Hardy i Weinberg niezależnie pracowali nad znalezieniem równania matematycznego, aby wyjaśnić związek między równowagą genetyczną a ewolucją w populacji gatunków.
W rzeczywistości Weinberg był pierwszym z dwóch mężczyzn, którzy opublikowali i wykładali swoje idee równowagi genetycznej w 1908 roku. Swoje odkrycia przedstawił Towarzystwu Historii Naturalnej Ojczyzny w Wirtembergii w Niemczech w styczniu tego roku. Dzieło Hardy'ego zostało opublikowane dopiero po sześciu miesiącach, ale otrzymał całe uznanie, ponieważ opublikował je w języku angielskim, podczas gdy utwór Weinberga był dostępny tylko w języku niemieckim. Dopiero po 35 latach uznano wkład Weinberga. Nawet dzisiaj niektóre teksty w języku angielskim odnoszą się tylko do „prawa Hardy'ego”, całkowicie pomijając pracę Weinberga.
Hardy i Weinberg i Microevolution
Charles Darwin's Teoria ewolucji poruszyła krótko kwestię przekazywania sprzyjających cech rodzicom i potomstwom, ale faktyczny mechanizm był wadliwy. Gregor Mendel opublikował swoją pracę dopiero po śmierci Darwina. Zarówno Hardy, jak i Weinberg zrozumieli, że selekcja naturalna nastąpiła z powodu niewielkich zmian w genach gatunku.
Prace Hardy'ego i Weinberga koncentrowały się na bardzo małych zmianach na poziomie genów, spowodowanych przypadkiem lub innymi okolicznościami, które zmieniły pula genowa populacji. Częstotliwość pojawiania się niektórych alleli zmieniała się na przestrzeni pokoleń. Ta zmiana częstotliwości alleli była siłą napędową ewolucji na poziomie molekularnym lub mikroewolucji.
Ponieważ Hardy był bardzo utalentowanym matematykiem, chciał znaleźć równanie przewidujące allel częstotliwość w populacjach, aby mógł znaleźć prawdopodobieństwo wystąpienia ewolucji w wielu przypadkach pokolenia. Weinberg również niezależnie pracował nad tym samym rozwiązaniem. Równanie Hardy'ego-Weinberga wykorzystało częstotliwość allele przewidywać genotypy i śledzić je na przestrzeni pokoleń.
Równanie Hardy'ego Weinberga
p2 + 2pq + q2 = 1
(p = częstotliwość lub procent dominującego allelu w formacie dziesiętnym, q = częstotliwość lub procent recesywnego allelu w formacie dziesiętnym)
Ponieważ p jest częstością wszystkich dominujących alleli (ZA), liczy wszystkie homozygotyczny osoby dominujące (AA) i połowa z heterozygotyczny osoby fizyczne (ZAza). Podobnie, ponieważ q jest częstotliwością wszystkich alleli recesywnych (za), obejmuje wszystkie homozygotyczne jednostki recesywne (aa) i połowa osób heterozygotycznych (Aza). Dlatego p2 oznacza wszystkie homozygotyczne jednostki dominujące, q2 oznacza wszystkie homozygotyczne osobniki recesywne, a 2pq to wszystkie heterozygotyczne osobniki w populacji. Wszystko jest ustawione na 1, ponieważ wszystkie osoby w populacji stanowią 100 procent. To równanie może dokładnie określić, czy nastąpiła ewolucja między pokoleniami i w jakim kierunku zmierza populacja.
Aby to równanie działało, zakłada się, że nie są spełnione jednocześnie wszystkie następujące warunki:
- Mutacja na poziomie DNA nie występuje.
- Naturalna selekcja nie występuje.
- Populacja jest nieskończenie duża.
- Wszyscy członkowie populacji mogą rozmnażać się i rozmnażać.
- Wszystkie krycia są całkowicie losowe.
- Wszystkie osobniki rodzą tę samą liczbę potomstwa.
- Nie występuje emigracja ani imigracja.
Powyższa lista opisuje przyczyny ewolucji. Jeśli wszystkie te warunki zostaną spełnione w tym samym czasie, nie nastąpi ewolucja w populacji. Ponieważ do przewidywania ewolucji stosuje się równanie Hardy'ego-Weinberga, musi istnieć mechanizm ewolucji.