在我们遇到那些外星人之前，这些猜测将保持不变。 关于形态，尤其是人体计划的争论受到这样一个事实的制约，那就是我们只有一个“自然实验”可以进行。 这就是为什么对遗传学感兴趣的原因，毕竟遗传学是关于性状遗传的进化过程基础的现代基本特征。 特别是看 分子遗传学与进化 可以说明更广泛过程的基础。 中立理论在分子水平上对进化的理解激发了人们的兴趣，从其潜在的实用性和最终起源的角度，重新排列了我们对大规模形态特征的本质的认识。 同样，检查基因型之间的相互作用可以将重点放在 适应性景观，是通过遗传变体组合探索的适应性维度的抽象。

一份新的论文 PLoS遗传学 探索有关角色的具体问题 上位性 在权变与确定性之间跳动。 上位性的更常见概念是机械的或生物物理的，在分子遗传学规模上描述具体的基因-基因相互作用。 在这种情况下，我们对基因与基因相互作用的适应性和表型含义更感兴趣。 这是进化上的或统计上的。 您可以将这种现象视为从基因型到表型的映射中的非线性。

RA Fisher制定了20世纪初的进化遗传学，以避免这些非线性。 相反，它固定在一次等位基因频率变化的模型上，平均“遗传背景”。 这些是进化遗传结构， 添加剂 和 独立 （乘法效果保持线性，并且可以轻松缩放）。 统计上位描述 基因结构 它们不是可加和独立的。 Fisher的知识分子竞争对手Sewall Wright 更关心这些相互作用的影响 赖特的传记作家威尔·普罗文（Will Provine）的著作《动平衡理论》中， 承认存在一定的不连贯性，缺乏明确性 在他关于基因-基因相互作用和适应性景观的思想中。

那么，我们现在在哪里？ 在里面 PloS遗传学 纸， 初始突变是蛋白质进化的直接替代途径, 作者认为，互锁的基因-基因相互作用可以通过先验状态对后继状态的约束来塑造进化路径。 换句话说，适应性景观的地形并不简单，其特征是具有清晰明显的健身峰，但崎ged不平，因此在人群可以聚集的多个点。

这是作者摘要：

进化生物学的长期目标是了解控制进化结果的因素。 上位性（即突变的适应性效果取决于其遗传背景的情况）就是这样一种因素。 上位性不仅影响进化的动力学，还可能通过影响所选突变的类型和顺序来指导其结果。 在符号上位的情况下，这种效应特别强，当突变的适应性效应的符号取决于其遗传背景时，就会发生这种现象。 在这里，我们证明上位性如何引起抗生素抗性酶TEM-1β-内酰胺酶的突变途径的差异。 首先，我们使用体外诱变，然后选择头孢噻肟抗性，以证明除先前描述的主要途径外，还存在朝向高抗性变异体的替代突变途径。 接下来，为了测试替代初始替代之间的负性相互作用是否控制了这种多样化，我们从包含来自偏离系的初始替代的等位基因开始了相同的进化实验。 这些等位基因始终进化到较低的适应峰，并获得与主要途径不同的突变。 我们的结果表明，替代初始替代之间的符号上位性可能会迫使进化遵循不同的突变途径.

这不是一份容易理解数字的论文。 左边的那个虽然很有意思。 它显示了我们对进化弧的期望： 种群在快速进化后收敛于适应峰并进入停滞阶段。 每条线代表不同的突变谱系，并且y轴上的高度说明了这些谱系对抗生素的抗性。 x轴是时间。 在这一系列定向进化实验中，它们似乎提高了突变率，因此遗传变异不会限制通过自然选择进行进化的作用（请记住，选择的能力与基因变异成正比）。 这一定程度上是老派遗传学。 我们不是在谈论成千上万的SNP。 但老实说，我很难记住不同位点的字母汤。 但是，广泛的见解是从狭窄的结果中得出的：

–允许抗生素抗性进化的一组初步实验表明，在大多数品系中都出现了相似的遗传特征。 这说明了在相同的外源适应压力（抗生素）下，收敛的能力。 作者认为，这突出了上位性在限制基因组中突变空间的作用，该突变空间可以进行修改以允许抗生素抗药性。

–但是，在多个血统中都有例外。 有两个缺少G238S替代品。 这两条系的抗药性降低。 将G238S变体强加于缺乏该变体的谱系背景上，导致发现与其他情况相比，这种取代对适应性没有影响。 这显示了遗传背景的重要性，因为其他基因的性质会影响特定等位基因的选择优势或缺乏其优势。 此外，缺乏G238S的血统倾向于在较低的抗性水平达到平稳。 这些是较低的健身峰，但通过“谷”与较高的G238S峰分开。

–而且，与G238S轴承试验相反，在这些谱系中似乎存在过多的突变。 作者提供了这样的假设：在这种新的背景下选择突变体是证据，因为初始条件发生了变化（即，阻碍G238S选择的遗传变异），进化过程正在采取不同的途径来解决相同的问题。

–除了关键的初始突变，作者还指出，存在特定的关节突变对的趋势，以及其他突变之间的负相关。 换句话说，如果存在突变X，则倾向于不存在突变Y，反之亦然。 这表明朝向适应峰的突变路径不是一系列独立的步骤，而是一系列不同的割礼，直到找到通往目标的途径。

–最后，强迫不同的阴性上位变异对也导致不同的结果，取决于相互作用的程度。 在非常强烈的阴性上位性（严重降低适应性和降低表型表达）的情况下，会迅速回复到减轻上位性的状态。 请记住，这里的突变率很高，因此可能发生反向突变。 但是，第二个病例的上位性要弱得多，这表明这种逆转并非总是不可避免的。 在这些情况下，弱的上位性相互作用最终可能已被遗传背景中的修饰子变种所掩盖。

那么演化是偶然的还是必然的？ 基因-基因相互作用是进化的主要长期作用，还是上位变异不可避免地转化为加性遗传变异？ 我认为答案是 这取决于. 不必将答案的可能空间一分为二，人们只需承认参数的性质很重要即可。 在一个接近无限的人口规模和稳定的环境条件的宇宙中，人们怀疑偶然性并不那么重要，因为自然选择可以长期探索大量的基因型组合。 相反的情况是，环境压力是千差万别的，人口规模有限。 如果将自然选择进化视为修补匠，那么当您限制原材料（种群大小）并减少创建时间（通过改变选择压力）时，您自然会看到很多临时的偶然创造。

引文： Salverda ML，Dellus E，Gorter FA，Debets AJ，van der Oost J，Hoekstra RF，Tawfik DS和de Visser JA（2011）。 初始突变指导蛋白质进化的替代途径。 PLoS遗传学，7（3）PMID： 21408208