传统团体，如波里肯的JatibonicuTaíno部落民族，波多黎各（1970），安的列斯群岛的Taíno民族（1993），Taíno人民联合会（1998）和El Pueblo Guatu Ma-Cu A Boriken波多黎各（ （2000年）成立，以培养塔诺文化。 但是，关于这些遗产群体是否准确地代表了塔诺文化，这是有争议的，因为一些塔诺族群体已经“采用”了其他本土传统（主要是北美印第安人）。 泰诺（Taino）文化的许多方面已不复存在，或与加勒比海群岛上的西班牙人和非洲文化融合在一起。 自称是波多黎各，伊斯帕尼奥拉和东古巴诸岛上的血统的人们试图与他们的历史身份保持某种形式的文化联系。 多米尼加共和国的教育家安东尼奥·德·莫亚（Antonio de Moya）在1993年写道：“（印度）种族灭绝是我们历史上的重要谎言……在与欧洲接触500年后，多米尼加人塔诺斯人仍然活着。”

Taino活动家现在用来增强兴趣和身份的一种方式是创建两个独特的脚本。 这些脚本用于写西班牙语，而不是哥伦布前世代祖先保留的语言。 Guaka-kú组织在自己的成员中教书并使用他们的剧本，但是LGTK（LigaGuakíaTaína-ké）已在中小学生中推广了他们的剧本，以增强他们对Taino身份的兴趣。

不可否认，在加勒比海地区发现的美洲印第安人血统很可能是来自前哥伦布时期的人口。 可能有些文化形式表现出连续性。 但是现代Taino似乎是 从一个具有印第安人自我认同感的文化环境中重新沉淀 民政事务总署 灭绝。 类推， 阿根廷人 在整个人口范围内，美洲裔的比例与波多黎各人差不多。 实际上，在阿根廷人中，超过90％的美洲印第安人独特血统都没有在具有自我认同的美洲印第安人中找到（他们仍然以少数民族的形式存在，尤其是在南部）。 但据我所知，由于各种文化原因，没有任何理由使阿根廷的自我观念从成为欧洲定居者国家转变为混血儿国家，更不用说宣布自己为美洲印第安人的个人了。

与在这种情况下打开的可能性相比， 原住民基因组学 看起来很切＆干。 我想如果有人决定“收回”他们的尼安德特人的遗产，我们会大笑，但是有大量的古人类学学术著作可供这些人用来重建他们的尼安德特人身份。 听起来可能很可笑，但是在这个世界上，发生了很多您没想到的事情。

想象一个人口，它的等位基因隐性表达，表达时适应性急剧降低。 假设有问题的等位基因， q，以0.50的比例存在。 所有其他功能性等位基因归类为 p，也为0.50。 在下一代 哈迪-温伯格平衡 这将意味着：75％的个体不会表现出隐性特征，而25％的个体会表现出*。但是，对于所表达的如此有害的等位基因副本，如此暴露于自然选择，就永远存在，还有另一种有害的等位基因副本在杂合子个体中被“掩盖”并具有一个良好的副本，因此逃避了自然选择。 由于自然选择降低了有害等位基因的频率，因此在隐性表达的个体中发现的拷贝越来越少，因此去除等位基因的选择能力将随着其自身频率的降低而降低。 当有害等位基因的频率为〜0.01时，暴露于自然选择的纯合子中仅发现1个拷贝中的大约100个。 以这种方式，甚至有害的等位基因的遗传多样性也可以作为许多低频隐性表达的变体来保存。

X染色体上的情况有所不同。 如果人口仅由女性组成，则上面的模型将成立。 该特征仅在雌性具有两个缺陷基因拷贝的情况下表达。 但是在典型人群中，每三个X染色体中就有一个存在于男性中。 这意味着，如果X上的每个有害等位基因恰好是雄性，则将承担其全部成本，即三分之一的概率。 因此，我计算出，当您遇到有害等位基因在X染色体上占〜1分数的情况时，大约会表达3个拷贝中的0.01个，绝大多数是男性。 就暴露于自然选择的有害等位基因的拷贝而言，这是X与常染色体之间的1倍差异，这都是由于男性的半合子性造成的。

但是选择的效果并不总是负面的，即从种群中纯化不良基因拷贝。 积极力量还可以通过以下方式减少多样性 选择性扫描。 这种情况的发生方式和原因相当简单。 想象一下，您有一个碱基对，而该碱基对偶然地具有一个对单个个体非常有益的突变。 为了使表达简单，可以想象它是显性的，而个体是杂合子。 携带偏爱突变的单身家庭有一个很大的家庭，因为约50％的后代也携带偏爱突变，并且比人口平均水平更适合。 等等。 这个受欢迎的变体可以非常迅速地传播。 乳糖耐量 这是一个很好的具体案例。 当我说最喜欢的变体传播时， 我实际上是在谈论一个人的一个基因拷贝，由于其适应性价值，它的频率开始增加。 但是请记住，单个碱基对嵌入基因组内，并且染色体区域通常从亲代传给后代。 这通常是一揽子交易。 当偏爱的等位基因出现时，它可以“搭便车”不具有选择优势的附近变体，只是它们很幸运地存在于具有非常适应性的等位基因旁边（认为它们是基因的“后代”或随行人员）。 当然 基因重组 随着时间的推移会打破这些关联，但是这个过程需要几代人的时间。 在那之前，您所看到的是特定基因组区段的增殖以及嵌入该特定区域的受惠基因的频率增加。 当具有相关等位基因的整个片段的频率开始增加时，通过直接的逻辑，随着变异被排除在外，总体遗传多样性降低。

然而，进化不仅仅是自然选择。 有两个与选择无关的过程，因为这可能会减少遗传变异。 这两种现象都打开的电机是随机遗传漂移。 随着您增加漂移的能力来使一代代的基因频率波动，您也增加了它的能力，一旦等位基因达到零频率边界条件，它们就会消失，从而使其灭绝。 这就是为什么经历了人口瓶颈的人口如此同质。 漂移通过反复偏爱某些等位基因并消除了其余大部分，将大部分变异从基因库中挤出来。

与这种特定情况相关的动态是男性和女性有效人口规模的差异，以及长期有效人口规模的巨大波动。 为了减少X染色体的多样性，人们必须假定女性有效种群的数量低于男性有效种群的数量。 之所以会影响X相对于常染色体的多样性，是因为 X在女性身上花费其时间的2/3，而常染色体在男性和女性中只花费其时间的1/2。 因此，如果女性的有效种群数量小于男性，那么X染色体受到的冲击力要大于常染色体。 更一般而言，即使假定性别平衡，X染色体的有效种群也较低，因为常染色体的每4个拷贝中就有3个X染色体。 由于有效种群数量的减少，X对瓶颈等更为敏感，其结果之一就是遗传多样性的减少。

在阅读新报告时，请牢记以上所有内容 “自然遗传学 选择和漂移之间的平衡，以减少X染色体和整个种群之间的变异。 第二个事实指的是 与非非洲人相比，非洲人似乎在X染色体上的变异相对减少得更少。 首先，论文的摘要 人口规模全基因组测序中X连锁和常染色体遗传变异的分析:

X染色体与常染色体上的遗传多样性之比对自然选择和人口统计学均敏感。 根据69位女性的全基因组序列，我们报告说，尽管这一比例随着跨人群基因距离的遗传距离而增加，但在欧洲人中，该比率低于西非人，而与基因接近程度无关。 这种相对减少可以用人口历史的差异来最简单地解释，而无需调用自然选择。

这项研究是我提到的研究趋势的一部分 全基因组序列。 请记住，1万个SNP论文中有很多都只关注遗传 变种3亿个碱基对中的多态性。 这些变体特别有用，但它们错过了许多基因组。 此外，在变异的选择上还存在一些统计问题，因为变异通常是针对一个人群，即欧洲人（不同的人群在整个基因组中都有一些不同的变异）。 得出的结论是，现在是时候到了我们可以以最精确，最细粒度的角度查看基因组的时候了，而不是使用近似值，无论是一个基因座还是一百万个SNP。

牢记这一宽泛的思路，如果您对基因组有了解的一件事，那就是其中的许多功能都不起作用。 它没有代码。 基因组的某些区域 基因间基因之间。 自然选择通常针对功能区域，而不是基因间区域。 如果自然选择是影响模式的主要动态因素，那么我们将在基因区和基因间区之间表现出差异，因为选择在前者中比后者在约束变异和增加等位基因频率方面的作用要大得多。

下图有四个面板。 每个面板都有一个x轴，该轴由距基因的距离定义，从左到右随着距离的增加而增加。 因此，最左边的点可以被认为是遗传的，最右边的点可以被认为是基因间的。 左侧面板定义为欧洲人，右侧面板定义为非洲人。 更确切地说，他们展示的是来自36个西非约鲁巴岛和33个欧美女性的全基因组序列的结果。 第一行显示原始数据的变化 努索洛肽多样性 对于常染色体和X，底部一行说明了两个基因组类别的多样性比率（X与常染色体）随距离的变化。

在分子进化遗传学中，通常假设零假设是 中立。 基本上，这意味着选择不是驱动变化的主要作用。 相反，它是诸如突变和漂移之类的随机作用力的函数。 当人们看到偏离中立性时，就会考虑自然选择的影响和适应的可能性。 您会在此处看到自然选择的明确证据。 与常染色体相比，X染色体上的遗传多样性与距基因的距离具有更强的关系。 这很重要，因为当您回想起X染色体时，自然选择就更加残酷地雕刻了它。 先验 理由是，较不利的等位基因将被更有效地修剪，而隐性表达偏爱的等位基因将因其偏爱的性状通常在存在时不表达（因为在杂合子中被抑制）而受到阻碍。 上面的模式与该模型完全一致。

因此，现在我们已经看到，对这些样本进行更紧密的全基因组检查意味着，X染色体与常染色体的多样性差异不仅是中性力的函数，而且可能是自然选择所致。 但是，现象的第二部分是：非非洲人通常更容易产生脱节现象。 如果是这样，这是否意味着非非洲人会受到更自然的选择？ 他们探讨这个问题的方式简洁明了：他们将比率的比率作为与基因的距离的函数进行了比较。 我的意思是说，他们研究了X和常染色体之间基因组多样性的比率，然后通过在欧洲人和非洲人之间进行比较，从该值中得出了比率。 与上面的图不同，左图没有显示出作为遗传距离的函数的差异。 这告诉我们什么？ 如果欧洲人自然​​选择比非洲人更有效，那么在遗传区域附近，这两个种群之间的多样性差异应该更大，因为这是人们最能感受到选择力的地方。 相反，您看到的是，尽管X和常染色体基因组之间的差异是真实的，但X和常染色体上非洲人和欧洲人的基因组之间却是一致的。

这表明非洲人和欧洲人之间的差异是由人口统计学驱动的，而不是适应（正选择）或功能约束（负选择或净化选择）驱动的。 随机的进化力看不到基因或基因间区域。 它们是随机的，对功能的导入是盲目的或中立的。 与选择不同，它们的影响将遍及整个基因组，就像我们在这里看到的区域间差异一样。

在这种情况下发生了什么？ 回到开始时，有两种特定的可能性：性别偏见的移民和非非洲人的有效人口规模更大的波动。 后一种模式与“非洲以外”的情况完全一致，在这种情况下，非非洲人是从离开非洲的少数祖先人口中衍生出来的。 这是巨大的“走出非洲”瓶颈，这似乎是人类分子进化论者的一致发现。 由于X染色体的有效种群较小，因此可能受到该瓶颈的均质化作用的影响更大。

第一种选择虽然很有趣，但是很有趣。 如果有多个“走出非洲”脉搏，其中不成比例的年轻男性群体呢？ 这将使非非洲人在常染色体上的遗传多样性远远超过X染色体，因为雄性每两个常染色体只能携带一个X染色体。 我认为“走出非洲”模式更合理，但我不会立即放弃这种情况。 关于现代人类的起源，我们生活在一个有趣而陌生的时代。

* p² + 2pq + q² = 1 = 0.50^{2 + 2（0.50）（0.50）+ 0.502}

引文： Gottipati，Srikanth，Arbiza，Leonardo，Siepel，Adam，Clark，Andrew G和Keinan，Alon（2011）。 相对常染色体，X连锁和X / A多样性与距最近基因的遗传距离无关。 自然遗传学： 10.1038 / ng.877

胎儿成熟度与出生时间的协调对于哺乳动物的繁殖至关重要 。 在人类中，早产是具有深远的全球健康意义的疾病。 由于人类与通常研究的模型生物之间生理机制的差异，导致人类分娩的信号仍然难以捉摸。 由于与其他灵长类动物相比，人头大小相对较大，并且产道横截面面积较窄，因此我们推测参与分娩的基因将沿人类和/或更高的灵长类动物系统世系显示出加速的进化，从而缩短了妊娠时间并促进了分娩较小的胎儿更容易通过产道。 此外，我们测试了此类加速基因中的当前变异是否会导致早产风险。 异体缩放胎龄的证据表明，相对于其他灵长类动物，人类的妊娠已缩短。 与我们的假设一致，许多涉及生殖的基因在其编码或相邻非编码区显示出人类加速作用。 我们在8,400个芬兰早产儿和150个对照母亲中筛选了165个人类加速基因中的> 163个SNP，用于与早产相关。 在这个队列中，最重要的关联是 FSHR，而8个最重要的SNP中有10个在该基因中。 有关SNPs连锁不平衡区的进一步证据 FSHR，rs11686474，rs11680730，rs12473870和rs1247381在非裔美国人中发现。 通过考虑人类的加速作用，我们确定了一个可能与早产有关的新基因， FSHR。 我们预计其他人类加速基因将类似地与早产风险相关，并阐明人类分娩的基本途径。

这项研究的实际意义似乎很明确。 大量的怀孕以 早产，并且在分配有限的医疗资源时，识别“处于风险中”的基因组概况可能是非常重要的信息。 此外，如果明确定义了增加早产风险并与减少妊娠时间相关的基因组区域，那么人们可能会进一步探索功能途径，甚至在将来的设计治疗中也可能如此。

以下是论文的第一张图。 我添加了一些标签：

总的来说，结果是这样的：

–人类拥有比高灵长类动物更大的大脑来控制身体大小，灵长类动物的大脑比哺乳动物整体上更大

–人类和灵长类动物出生时的大脑大小相同

–与灵长类和其他哺乳动物相比，人类出生时的大脑长于妊娠

–与其他哺乳动物（包括人类）相比，高等灵长类动物的出生时妊娠时间更长。

第二个数字 在灵长类动物的系统发育树上显示了这种模式。 您会看到人类分支是特殊的。 当您有一些字符混淆了系统发育的期望值时，需要进行一些调查。 在自然选择正在起作用的情况下，这可能是宗谱的特征与祖先形式的典型特征有所不同的情况。 他们有 衍生 进化枝具有独特的特征，这对现代逻辑非常重要 系统的.

可以将人类的孕期长度定性为与其他灵长类动物相关的衍生特征，其他灵长类动物相对于其他哺乳动物世系表现出延迟。 那时您可能会争辩说，人类是“堕落的后遗症”，但是鉴于人类发展的其他方面，例如我们的长寿，我认为这太客气了。 相反，也有只有这么多自由度自然选择似乎有当谈到在基因型和表型状态的矩阵平衡反对健身压力。 用通俗易懂的英语来说，在运动中严重的功能性问题使该方向的改变不可行之前，人类女性骨盆的宽度只能增加很多。 尽管事实上大脑是一个代谢昂贵的器官，但我们的人类素谱系却 倾向于更大的颅骨容量 随着时间的推移。 因此，一旦达到了对女性女性骨盆宽度的负适应性回归点，就必须改变我们物种生殖弧的发育。 如果由于生物力学而阻止骨盆变宽，并且成年大大脑是对人类具有高健身价值的必要条件，那么必须加快分娩的时机，以便新生儿可以退出，而颅骨的周长可以控制。 。

为了探索这种衍生特征的可能的基因组基础，本文的作者集中于 “人类加速地区” （HAR）。 这些是基因组区域，显示出人类进化快于其近乎生物分类学关系的证据。 这暗示了积极的方向选择，尽管在此必须注意误报。 由于这些基因座表现出人类与黑猩猩之间的强烈隔离，因此通常将它们定位为“使我们成为人类的基因”。 尽管媒体大肆宣传，但关注这些地区似乎仍是一条充实的途径，可以借此充实人类独特特征的本质，例如语言，两足动物或我们的大脑。

在本文中，他们确定了非编码以及对HAR进行编码。 您可能非常了解有关此主题的辩论。 简而言之，人们强烈怀疑基因组的某些非编码区可能调节编码区，因此即使在间接作用下也具有非常重要的功能。 功能上的重要性暗示着它们是自然选择的目标，既是保留基因组序列的负约束压力，又是将导致碱基对水平替代的正向选择。 在获得HARs中的一组基因后，他们将范围缩小到已知在可能与妊娠期长度相关的途径中具有重要功能的基因。

最终，作者集中于非编码区中的一组标记，这些标记定义了连锁不平衡中的基因组块。 这只是具有一组相关变体的基因组区域，可能暗示自然选择或种群大小的快速波动，从一个祖先的拷贝改变了该片段在种群中的比例。 该块在 FSH受体基因。 它的全称是促卵泡激素受体。 调节生殖重要的激素显然是一种重要的方法，通过这种方法，人们可以以某种方式调整在任何给定的妊娠点改变出生概率的途径。 他们对该基因的第一个研究人群是Finns，他们在基因上是同质的，并且由于环境噪声的最小化，大概可以使妊娠期的遗传力最大化。 有趣的是，他们注意到 FSH受体 “在约鲁班人口中携带具有极高iHS值的SNP，反映出单倍型纯合性的延长，并表明最近进行了选择性扫描。” 重要的是要记住，iHS价值来自的研究小组 已经走了回去 有信心提供任何特定的iHS值。

但是，如果 FSH受体 在芬兰人和约鲁巴语中被指定为妊娠期长度，为什么？ 作者关注的其他测试在几百万年的进化时间中比较了人类和非人类（相对于大多数HAR来衡量HHS发生率的情况），iHS统计数据尤其对相对较近期的选择性事件敏感。碱基对替换）。 我只能说，由于转向农业，芬兰人和约鲁巴人都经历了相对较新的人口膨胀。 在广泛的进化框架中，一旦全基因组测序成为普遍现象 可能需要比较人口统计学历史截然不同的人群，并查看妊娠相关基因是否存在遗传变异。 如果上述针对约鲁巴岛的iHS统计数据为 不能 如果是假阳性，那么我可以预见，在所有事情都得到控制的情况下，布希曼人将不会表现出大肆扫荡，早产率会降低。 实际上，可以预见到，经历过新石器时代过渡的人口，因此以高生育率和高死亡率策略不断推向马尔萨斯陷阱，比那些没有经历过这种人口统计学变化的群体，其早产率更高。

最后，这些与医学相关的生物学研究在全民医疗保健时代显然很重要。 如果人群间风险敏感性之间存在差异，那么在评估影响健康结果的环境和遗传变量之间的平衡时，至关重要的是要知道这一点。 只要我们对此类差异的根本原因的遗传学和基因组学理解是临时的和暂定的，人口水平评估就可能至关重要。 凡事都等于个人风险评估是可取的，但我们并非生活在世界上最好的境地。

我不知道作者是否找到了可用于生物医学研究的标记物。 但是我认为它们的方法是一个有用的框架。 可以这么说：“您可以使用的进化”。

引文： Plunkett J，Doniger S，Orabona G，Morgan T，Haataja R等人。 （2011）。 确定人类出生时间PLoS遗传基因的进化基因组方法： 10.1371 / journal.pgen.1001365

In 果蝇，许多证据表明，对基因组的有益替代可能很普遍。 但是，所有人都受到混淆因素的困扰，因此，对证据的解释，尤其是关于有益替代的比率和强度的结论，仍然是暂定的。 在这里，我们使用全基因组多态性数据 D. 模拟物 并对其近亲的基因组进行测序，以构建对正选择作用的易于解释的特征：氨基酸置换周围平均中性多样性的形状。 正如在经常性选择性扫描中所预期的那样，我们发现氨基酸周围的多样性水平处于低谷，但同义取代周围却没有，这是在替代模型下无法预期的独特模式。 这种表征比以前的方法更为丰富，以前的方法依靠有限的数据摘要（例如，散点图的斜率），并以直接的方式与基础选择参数相关，从而使我们能够更普遍地推断出其流行程度和强度适应。 具体来说，我们为整个曲线的形状开发了一个基于聚结的模型，并使用它来以最大似然来推断自适应参数。 我们的推断表明，约13％的氨基酸取代会引起选择性扫描。 有趣的是，它揭示了两类有益的注视：一小部分（约占3％）似乎具有较大的选择性效应并占了多样性降低的大部分，而其余的10％似乎具有很弱的选择性效应。 。 因此，这些估计值有助于调和先前公布的选择强度估计值之间的明显矛盾。 更广泛地讲，我们的发现提供了明确的证据来证明在 果蝇 并说明如何利用快速积累的全基因组数据解决有关适应遗传基础的持久性问题。

图1C示出了顶线。 如您所见，非同义替换存在一个“低谷”。 非同义只是意味着在 密码子 更改编码的氨基酸。 相反，同义更改不是。 但是，替代不仅是突变体变体。 而是对人口水平从一个等位基因转移到另一个等位基因的评估。 中立理论 认为大多数替代不是由自然选择驱动的，而是随机游走的过程。 因此，大多数进化变化都不是适应性的。 在这种随机变化的背景下检查选择能力的简单方法是测量 非同义和同义基数。 但是，在比较密切相关的物种时，这种事情更合适。 在关于人类选择性扫除的论文中，这显然没有发生，他们正在寻找 中 一种。 相反，作者着眼于减少可能是自然选择目标的跨地区变异。 减少的发生是因为当一个特定的等位基因成为强阳性选择的目标时，它会在“搭便车”过程中沿着相邻的连接区域拉动。 重组对此不利，导致随着时间的流逝衰减 连锁不平衡 在选择之后会突飞猛进。

但是，这些概念基于变体出现的简单模型，并且选择针对或不针对这些变体的方式。 人们想象一种新的突变体，它是在祖先的遗传背景下出现的。 在单基因模型中，固定的可能性（即达到〜100％并在种群中替代）为1 / N（二倍体为2N）。 用简单的英语来说，突变体的固定概率与有效种群大小成反比。 相反，被选择性偏爱的突变体固定的概率与其选择系数成正比，选择系数简单地以与总体平均值之比来衡量其适合度。 中性变体的固定是随机游动，固定之前的时间与人口规模成正比。 相反，选择性偏爱的变体可以相当快地席卷固定。 非常保守的人可以推断出北欧人对乳糖耐受性的固定是由于其突变引起的。 LCT 基因花费了大约7,000年的时间，或不到300代。 由于这种快速的重组，在祖先突变的遗传背景上“砍掉”变体的物理联系所需要的休闲时间要少得多。 难怪 LCT 基因座是欧洲基因组中最长的“单倍型基因组”之一； 关联标记序列。

但是，让我们稍微修改一下思维模型。 成像遗传变异体已经以低频低频率徘徊了很长一段时间。 由于重组的影响，可能有许多拷贝的突变体，与不同的遗传变异有关。 例如，我们可以想象一个隐性有害的等位基因，由于缺乏选择的功效而在低频中持续存在（大多数等位基因是在具有正常适应性的杂合子个体中发现的）。 许多变体都有多种作用。 想象一下，该等位基因具有显性的表型效应，从中性变为 非常 有选择地受到青睐。 现在您遇到的情况是，在适应过程中基因组区域的频率会被向上拖动，但是会有很多区域 s，而不仅仅是一个。 具体而言，如果选择性事件仅在原始突变体之后的几代发生，那么就产生同质性而言，对局部基因组的影响将比如果事件在原始突变体之后的数十代中发生要强得多，因为原始遗传背景将具有被重组，因此失去了其独特的连贯性。

这是从“常规变化”中自然选择的一种形式。 在背景噪音中漂浮的是旧突变体，而不是新突变体。 在上面的论文中，作者发现了相当数量的常规选择性扫描，但是，他们认为一些研究人员发现自然选择下的基因组比例更高。 果蝇 可能是由于以下事实：某些方法会涵盖整个选择范围，而另一些方法则侧重于更易于处理的“卡通”模型。

在可以建模为经典选择性哭泣的选择中，作者还发现了“幂律”效应。 有一些强力选择的命中和许多无力选择的争夺相结合。 根据理论，这并非完全出乎意料。 一些适合全基因组关联的人类特征，例如色素沉着，可能属于这一类别。 大多数性状变异是由于少数几个影响较大的基因所致，但有大量基因座占少数变异的平衡。 毫无疑问，随着自然选择的动力学变化，进化时间也同样如此。

但是，我们也不应迷失在基因组树中，看不到森林。 进化过程不仅受到分子尺度参数（例如重组和突变率）的影响，而且还受到生物体和种群尺度参数的影响。 一个人认为果蝇承受着不同的压力，并且与人类有着不同的历史，就像两者都来自人类一样。 音韵的 两栖动物。 人类的人口普查规模巨大，人口众多，而且在过去的10,000年来，我们的生活方式已经发生了巨大的变化。 但是作为陆生哺乳动物，我们可能会比某些物种（例如范围广泛的鸟类）表现出更多的种群亚结构。 此外，由于长期的有效种群较低，我们只能处理这么多的基因变异。 如此细微的细节扭曲了对优雅的尝试，但必须牢记这些细节。

作者总结：

总之，我们的发现建立了一个独特的，全基因组的适应性特征 D. 模拟物，表明许多氨基酸取代是有益的，并且受两类选择性作用的驱动。 通过更丰富的多样性模式摘要来避免 先验 在选择量表时，这些结论为以前的推论的结果提供了连贯的解释。 现在，看看其他地方是否也出现了类似的发现将会很有趣。 果蝇 物种，它们的重组率，有效种群数量和生态状况各不相同。

我不会仅限于此 果蝇。 由于不同的果蝇种类具有不同的分布，自然历史以及共同的祖先特征和基因，因此它们是进化的极佳实验室。 但是最终，我们将开始将目光扫过生命树上所有众多的分支。 很快。

引文： Sattath S，Elyashiv E，Kolodny O，Rinott Y和Sella G（2011）。 广泛的适应性蛋白质进化在果蝇simulans PLoS遗传学周围的氨基酸取代周围的多样性模式中很明显： 10.1371 / journal.pgen.100130

作者用 C.elgans 作为模型有机体。 这种“蠕虫”在生物学中无处不在。 有庞大的发育生物学家，遗传学家和神经科学家社区，他们与 线虫 作为模型有机体。 出于进化遗传学的目的，您需要了解一些有关 线虫 尽管。 绝大部分繁殖 线虫 通过“自在”发生。 也就是说，大多数 线虫 是雌雄同体使自己受精。 他们显然不是无性恋者，但他们的生活习惯完全不存在 南园。 少数生殖活动 线虫 以常规方式是有性的，因为在任何给定的世代中，有少数蠕虫是雄性的。 出于本实验的目的，您需要忽略此方面。 他们专注于自拍照。 为此，他们通过引入雄性致死突变，将雄性排除在等式之外， xol-1，或手动将其删除。

因此，现在我们有了selfers。 如果您选择标准的流行音乐文字，例如 人口遗传学原理，您会发现，就进化遗传学的长期发展而言，自交者往往具有一些独特而有趣的特性。 特别是， 他们疯狂地“清除”“遗传负荷”。 这意味着有害的等位基因可通过负选择快速从自交群体中剔除。 为什么？ 如何？

让我们回到遗传学101。想象一下一个位点，其中一个人是一个杂合子，并携带一个“野生型”等位基因，另一个是有害的并隐性表达的等位基因。 囊性纤维化是一种隐性疾病，在欧洲人中很常见。 1个欧洲人中有25个是杂合子，而这些人中有1个中的25个会与同时也是携带者的人交配的机会。 在这些配对中，50％的后代也将是携带者，25％将是野生型纯合子，25％将表达囊性纤维化病，因为它们是有害等位基因的纯合子。 根据给出的数字，这意味着每1例分娩中就有2,500例会导致孩子患有囊性纤维化。

囊性纤维化是一种致死性疾病，会极大地降低体能（许多人只是不育）。 这是针对有害等位基因的阴性选择。 但， 选择相对较弱。 为什么？ 看看那些谁之间的比例 携带 等位基因，但具有正常的健康状况，以及携带两个副本且健康状况降低的人。 它是100到1。大多数有害有害等位基因的拷贝都被“掩盖”，以免产生任何不利的适应性后果，因为它们与正常的野生型配对，从而补充并补偿了突变体变体的功能。 这就是为什么我们携带如此多的有害等位基因的原因之一。 它们通常与“好”副本配对，以防止个人适应度下降。

现在，让我们将其重新带回去。 在人口中，我们与他人结伴。 因此，您必须将1/25×1/25的独立概率相乘，以生成一个Punnett平方，其中两个杂合子交叉。 在自拍照的情况下，概率是不同的。 基因型对个体者的分类是完美的，因为基因型只是简单地与自身杂交。 如果你是 肥沃的雌雄同体 携带突变型囊性纤维化等位基因的人，您的后代有25％的机会成为囊性纤维化的纯合子，因为您知道杂交会与另一个杂合子（您自己）一起发生。 现在想像 整个人口都是自私者。 而不是每1份中有100份进行选择，而是每1份中有2份进行选择！ 这就是selfers如何很好地清除基因负荷的方法。 当选择仅在纯合子工作，他们以生产纯合子的趋势意味着有害等位基因更为暴露的选择。 为什么自交群体总体上会产生这么多纯合子？ 与杂合子交配的杂合子产生杂合子和纯合子。 与纯合子交配的纯合子仅产生纯合子。 我汇总的“玩具”图表显示了当您在第1代中采用统一种群的杂合子自交者时发生的情况，并允许他们在后代中进行繁殖。 每一代杂合子的比例都降低了，杂合子的比例降低了，这些个体中有害等位基因被掩盖，因此不受自然选择的净化能力的影响。 选择从种群中清除遗传负荷变得越来越有效。

对于理解本文的含义，还有两个重要的概念。 上位性 和 基因连锁。 但是，让我们先进行一些结果，然后在概念性调味品的进一步帮助下消化它们。 这是图3和图4，我对此进行了一些编辑。 在左侧，您可以看到健康度（生殖力）与诱变剂浓度的关系。 换句话说，当您在x轴上增加诱变剂浓度时，突变率正在增加。 在右侧，您会看到一个图，显示了x代后的平均适应度，每组数据点代表不同的突变浓度。 我已经突出显示了没有诱变剂和最大诱变剂的品系。

怪异的方面是80 mM和100 mM之间的跳跃。 作为 突变率增加，健身会反弹。 想象一下，您正在将一块巨石卷成一个坡度，坡度逐渐变陡。 常识和基本物理学会告诉您，您必须使用越来越多的力才能将巨石移动相同的距离。 现在想象一下，超出一定坡度后，您实际上必须使用较少的力！ 那是没有道理的。 在某些方面，这就是这里发生的事情。 但是，演化过程可能不像牛顿力学那样线性和可预测的。

当然，这种奇怪的行为可能有一些直接的原因。 例如， xol-1 产生无雄性种群的突变体可能有 多效的 效果。 为了对此进行测试，他们从没有突变的人群中手动移除了雄性，并获得了相似的结果。 此外，他们还采取了分歧 线虫 与 xol-1 突变体，并进行了相同的实验，然后再次以相同的模式对其自身进行了概括。 最后，总是有可能在一定浓度以上对诱变剂产生抗药性。 如果对诱变剂产生了抗性，大概会使适应性提高的人群增加约100 mM，并将其放回较低浓度的环境中，则会产生与我们之前看到的不同的响应曲线。 如图6所示，这不是发生的情况。

现在我们已经掌握了核心成果，让我们继续尝试了解像这样的水如何向上流动。 回到概念， 基因连锁及 上位性。 首先很容易。 基因沿着物理DNA链排列。 基因的物理位置越接近，它们越有可能以直接的方式一起遗传。 期望中的纠结是 重组。 在二倍体生物中，每个基因在两条链上都有两个拷贝。 重组可以将特定的基因拷贝从一条链改写到另一条链（或者更准确地说，以某种方式使链断裂并重组，以使两条链均不同于事件发生前的状态）。 物理链上任何两个基因拷贝之间的距离越远，重组将两者分开的可能性就越大。 当两个副本非常接近时，只有很短的物理距离，重组可能会将它们分开。 因此，拷贝越接近，基因越“连锁”。

在解释为什么这很重要之前，让我们先谈谈上位性。 上位性通常可以认为是基因-基因相互作用。 从机械分子的角度讲，您指的是一个基因与另一个基因发生某种相互作用的生物物理过程。 但是还有另一种思考方式：适合度或特质值。 从这个意义上说，基因与基因相互作用的上位性将非线性引入了基因型到表型以及基因型到适应性的映射。 这对于本文而言很重要。 特别地，上位表现为补偿性有害突变。

那么这对自雇者有何影响呢？ 回想一下，上面我们讨论的是Selfers如何通过提高暴露于负选择的纯合子的比例来清除有害的遗传负载。 隐式地，我们的模型是单基因座。 我们正在研究一种基因和一种突变体。 但是，如果您有大量的突变体呢？ 塞尔瑟斯能否同时产生所有这些纯合子，从而有效地清除负荷？ 通过自然选择来消除负担会降低许多人口的适应性； 清除过多，人口崩溃，您很可能会灭绝 突变融解。 在这里，链接和重组重新浮出水面。 重组通常被认为是创造新的遗传组合的一种方式。 但是在纯合的自交系中，重组并没有实现该承诺： 这些生物的基因组内没有足够的杂合性，因此，链之间的改组会产生新的东西！ 自交系显示出跨基因座的遗传变异序列之间非常强的联系，这是因为重组无法打破关联。 因此，如果您有两个相关的基因A和B，并且A非常适合而B适度不适合，如果它们是共同遗传的，则B可能会迅速与A固定在一起。当您提高突变率时，理论预测，有害的等位基因将简单地淹没自交系的能力，以足够快的速度清除负荷，以防止最终灭绝。 即使遗传背景不是纯合的，在重组过程中，基因组内太多的突变也会将有害的拷贝换成其他有害的拷贝。

当诱变剂的浓度低于100 mM时，该理论或多或少地诞生了。 但是，当时的期望被弄糊涂了。 为什么？ 这就是上位性进入图片的地方。 在先前的模型中，我们隐式地假设 添加剂 模型。 想象等位基因1在基因A〜3上的适合度以及等位基因2在基因B〜-2上的适合度。 将它们加在一起〜1。 等等。 上位性混淆了这个简单的图景，因为它暗示了非线性计算。 A和B的适应性值可能取决于第三个基因C的状态。在任何情况下，补偿性突变都是 实际上，有害程度更高的是有害性较小的。 准确地说，具有两个有害突变实际上可能比具有一个有害突变对健康的打击要小！ 在某些方面，这成为语义和分析哲学的问题。 -10 + – 10> – 10只是不连贯。

既然这不是哲学博客，那么这与自交系有什么关系？ 它可以追溯到链接。 回想一下，紧密的联系可能会产生这样的情况，即重组不能破坏不健康的联系，而有利的变异与不利的变异联系在一起，而后者可能在选择性扫描中与前者搭便车（在杂合性更高的人群中会增加组合的范围，选择操作；请参阅 穆勒的棘轮）。 不好但是，在补偿性突变的情况下，重组无法打破关联可能是积极的。 这些上位的相互作用取决于持久结合的持久性。 重组会破坏这些组合，从而阻止适合性代代相传。 但是在这些自交系中，同质的遗传背景是相对固定的调色板，这些神秘的遗传相互作用使期望值倒挂起来，从而可以发挥其魔力。

本文得出了一些中等程度的怪异结果。 在他们的一组实验中，对诱变剂浓度增加的反应似乎很强健，但是谁知道这种现象有多普遍？ 对补偿性突变的依赖也使我感到惊讶，因为结果太奇怪了，所以它不那么怪异。 在最后一段中，作者似乎承认工作中普遍存在的陌生感：

不管暴露于100 mM EMS的人群所表现出的适应度提高的机制如何，其结果都证明了基因组的弹性。 持续暴露于高突变率会给基因组造成严重破坏，而反复暴露于80 mM EMS（图5）似乎可以做到这一点。 但是，当暴露于80 mM EMS时，基因组能够恢复100 mM EMS丢失的大部分适应性（图3）。 这个结果是非常令人惊讶的，并且挑战了人们长期以来关于突变率和适应性之间关系的信念。

长期以来一直认为，高突变率与平均适应性下降以及最终灭绝有关。 仅基于这种假设，就可以推论出冷战时期的许多世界末日小说。 显然，在大多数情况下，这似乎是有根据的公理。 另一方面， 有时在生物学中，次要例外在解释我们在周围看到的多样性模式时更为重要。 如果对我们有无知的面纱，并且我们必须预测在这个星球上复制生物的性质，我们是否可以预测我们周围看到的难以置信的多样性？ 我们会预测智能生活吗？ 我怀疑会偏向于使用一种简单而优雅的模型，该模型将地球上的生命优化为极其简单和高度耐用的快速复制器。 原核生物。 并初步近似，基于达尔文假设的逻辑推论是正确的。 原核生物无所不在。 实际上，有人估计有10倍 人体中的细菌细胞与人体细胞一样。 但显然，除了原核生物外，地球上还有其他生物。 而且，我们非常关注预期趋势线中的这种“剩余”…。

引文： Morran LT，Ohdera AH和Phillips PC（2010年）。 清除自体受精的有害突变：随着秀丽隐杆线虫的突变率增加，健身中的悖论性恢复。 一，五（5）个PMID： 21217820

当您在脑海中概念化在二倍体性生物中生物复制过程中发生的基本动态时，ROH可以告诉您的有关个人（也许是人口）的信息变得更加清晰。 每个人都从每个父母那里获得一半的常染色体基因组。 尽管基因是抽象的，但复杂的因果序列的根部是映射到表型，性状的单个单元，但它们还是嵌入在DNA结构中的物理实体。 这个结构是一个物理序列，在这里您具有相邻的碱基对，它们的簇定义了基因，基因间区域，外显子，内含子，启动子等。换句话说， 分子遗传学。 沿着染色体的基因彼此之间的空间关系允许 连锁映射 几十年前，人们就已经知道DNA的生物物理底物对整个过程至关重要。 因此，等位基因的特定序列可以一起遗传，并形成一个等位基因。 单倍型。 在这些世代中，这些独特的等位基因在单倍型中的关联通过 重组，这是侵蚀染色体序列结构完整性的物理过程。

牢记这些基础，让我们来看一个具体的令人反感的例子。 想象一下，一位父亲浸渍了他的女儿。 为什么对我们如此排斥？ 从结果的“基因之眼”的角度来看，父亲正在掩盖性繁殖之美，从而使个体之间的遗传变异得以混合和匹配。 口语上，女儿在基因上将占父亲的50％，女儿的子女和父亲在基因上将占父亲的75％。 从纯基因的角度来看，这可能是有利的，因为父亲越来越接近克隆自己， 但是我们都知道，这些人中“车辆”的故障率很高。 为什么？ 近交导致纯合性的相对大量增加，因为通过下降而相同的染色体区段彼此配对。 我们知道，问题在于近交个体中很可能会出现许多讨厌的隐性疾病。

所有人类都携带大量有害等位基因。 其中一些可能会致命。 但是就像没有触发装置的炸弹一样，等位基因的功能性拷贝可以补充并掩盖突变体的种类，我们继续进行下去。 这些突变体中有许多是我们家庭特有的，其中一些甚至对我们自己而言都是私人的， 从头 使得每个人都具有独特遗传岛的突变（至少直到它们繁殖并传递其突变区别为止）。 因此，一个在乱伦行动中将自己的基因混合在一起的人可能会点燃导火索，从而使这些隐藏的恶意突变体将从隐性遗传畸形爆炸而走向成熟的疾病怪兽。

可以记录乱伦的一项统计数据是ROH； 自然地，当最近的IBD染色体片段的长区域彼此相邻时，您将具有很多纯合性，因为配对的等位基因是复制副本。 假设具有许多长ROH的个体可以生存并随着时间的推移繁殖，则这些大量的同质性将通过突变，重组以及近亲繁殖而被抹去。 乱伦仍然可以说是一场健康灾难，但是人们可以想象，随着时间的推移，进化变异的动力遗传引擎可以治愈这种损害。

而且不一定非得如此极端。 父女或兄弟姐妹的乱伦只是一个边界条件。 堂兄的婚姻并没有灾难性的， 英属巴基斯坦人 尽管遗传异常的发生率较高，这是明确的证据。 他们肯定比非巴基斯坦的英国人更适合进化，后者每个家庭最多只能繁殖4个孩子。 这些氏族将表现出更适度的ROH水平，因为 关系系数 表亲之间的亲戚只有1/8，而父母子女或全兄弟姐妹之间的亲戚只有1/2。

左图是2008年的一篇论文 欧洲人的ROH。 特别是这些是Orcadians或部分Orcadians。 您应该在HGDP面板中熟悉的人群。 Orcadians是当地人 奥克尼群岛 就在苏格兰的北海岸。 尽管维京人，苏格兰人和皮克特人的起源有些不同，但由于岛上居民的隔离，他们已经发展出自己的遗传特征。 一个好的经验法则是，任何水域都是偶然基因流动的可怕障碍。 在y轴上，您可以看到给定个体基因组中ROH的总数。 我指着你 方法 如果您对在计算中指定的确切参数感到好奇。 ROH是在基因组窗口范围内评估的，自然可以改变其宽度，以及将特定区域注册为运行或不运行的严格性。 在x轴上是以碱基对表示的总长度。 您会看到ROH数量与序列的总基因组长度之间呈正相关。 由于非奥卡德人血统而在遗传上更加多样化的那些奥卡德人在其基因组中具有最低的纯合性。 那些近亲表亲结婚的产品最多。 但是请注意一个特殊的模式： 有个 曲线趋向于值。 在那些大概有很高的人 近交系数 仅基于ROH总数，ROH的总长度似乎超出了人们的预期。 为什么？ 因为它们确实具有非常长的纯合性。 这正是我们从我之前描述的那种过程中所期望的，在这种过程中，长染色体序列被重组分解需要花很多代的时间。

在让您对欧洲纯合性的基因感到兴奋之前，让我们先进行更广泛的了解。 发表以上论文的一些研究人员也得出了一系列调查世界的结果。 纯合子的基因组运行记录种群历史和血缘关系:

人类基因组的特征在于许多纯合基因型的运行，其中从每个亲本继承相同的单倍型。 自从共同祖先以来，每次奔跑的时间部分决定于世代数：表亲婚姻的后代具有长期的纯合性（ROH），而许多较短的道与数十和数百代共同的祖先有关。 人口经历了广泛的人口历史，对血亲持有不同的文化态度。 在全球人口数据集中，通过对长短ROH进行全基因组分析，可以将此处抽样的主要土著人口分为四个主要类别，据推测，这些人口中的大多数具有以下特征：（a）最近的父母亲相关性（南方和西方）亚洲人）; （b）数百至数千年前因长期孤立和有限的有效人口规模而产生的共同父母血统（N _e），但近亲繁殖很少（大洋洲）； （c）古代和近代父母之间的亲戚关系（美国原住民）； （d）仅与大陆N相关的共同血统的背景水平 _e（主要是城市欧洲人和东亚人；在撒哈拉以南非洲地区的农业工作者中最低），以及偶发的隐性近交个体。 此外，可以沿着代表该人口历史空间的轴定位个人。 因此，长期的纯合性是我们基因组在全球范围内普遍存在且未被重视的特征，它记录了过去的血缘关系和种群隔离，并提供了个人祖先人口史的独特记录。 单独的ROH措施还可以量化由多基因隐性效应引起的疾病风险。

他们的数据集包含HGDP样本人口，因此您自然拥有广泛的地理区域，例如非洲，欧洲，西亚，中亚/南亚，东亚，大洋洲和新世界。 ROH的模式有两个大的动态叠加在一起：“深厚的历史”人口过程，例如瓶颈和人口膨胀，以及我们周围看到的文化人类学模式，例如近亲氏族的表亲婚姻。 要找到前者，您需要仔细检查基因组。 相比之下，后者在基因组学上留下了很明显的体征，以很长的ROH以及隐性疾病簇的形式出现。

第一个数字显示了按人口划分的不同ROH长度的分布：

这是带走的地方：

–大洋洲人的ROH较短，但是随着您增加ROH阈值的长度，他们一点也不例外

–新世界样本的ROH数量无论长度如何都保持不成比例的增长，尽管数量会随着长度阈值的增加而下降。 这是有道理的，人类基因组的长度是有限的，您只能拥有这么多非常长的ROH

–尽管西亚欧亚和中亚/南亚人口在最低类别中并不例外，但他们的ROHs似乎比其他欧亚或非洲人群更长。

–非洲人的ROH最少，尤其是在短期内

在详细评论这些模式之前，让我们快速查看下图。 它只看非洲人，但是 将样本分为猎人和农耕者。

狩猎采集者比农耕者拥有更多，更长的ROH。 为什么？ 答案在很大程度上也解释了地理格局： 更大的长期有效人口。 有效人口只是指在遗传上有助于下一代的人口比例。 小有效种群意味着由于样本方差增加而导致大量的遗传漂移，并趋于收敛 血缘。 如果您的部落足够小，您的表弟可能就是您唯一可以结婚的人。 正如我在上面提到的那样，这将产生较长的ROH，因为个体将通过同一祖先的多条血统下降，从而大大增加了自噬的可能性。 相同的过程可以解释为什么相对于除美洲印第安人以外的其他群体，西亚人和中亚/南亚人的长期LOH得以提高。 这是一张地图 康桑网:

许多穆斯林社会实行表亲婚姻，许多穆斯林甚至认为这是 此 伊斯兰习俗（他与许多表亲结婚是他的表弟。奇怪的是，这些穆斯林并没有主张嫁给有钱的老寡妇也是穆斯林的习俗，尽管有些人确实认为嫁给几乎没有青春期的女孩很重要）。 此外，在印度，南部的许多印度教徒群体都进行近亲通婚，包括叔叔侄女通婚。 这一切现在都在发生，因此在许多家庭中会产生长ROH的特征。 最终数字将按选定的人群细分个体，其中y轴是ROH的数量，x轴是ROH的总长度：

人口集代表更广泛的地理集群。 Karitiana来自亚马逊，Maneneka来自塞内加尔，Balochi来自巴基斯坦。 如果您不知道法语和日语的来源，请问您永远不要在此博客上发表评论。 请注意，一些法国人，曼登卡人和日本人偏离了主要人群。 这些是秘密近交的，也许他们的父母是表亲，或者他们的一些祖父母是表亲。 相比之下，Bal路支的ROH长度范围很广； 这是典型的人口，其中很大一部分人是表亲结婚的产物，但很多不是。 个人在父母之间会表现出预期的相关性差异很大的事实，这意味着他们自己的近交系数和基因组相关性（在这种情况下为ROH）也将有很大的差异。 相同的参数在Karitiana， 濒危民族 大概每个人都有一个小的“伙伴市场”。

那巴布亚人呢？ 他们的族群很紧密，并且没有像亚马孙部落那样拥有ROH的总长度。 但是请记住，在第一个图中，他们有许多短ROH。 一个合理的解释是，巴布亚人经历了一个古老的瓶颈，并且从那里开始发展。 瓶颈增加了遗传漂移，因此产生了高度常见的单倍型区，这些区合在一起产生纯合。 但是随着时间的流逝，这些区块将通过突变和重组而瓦解。 那么，巴布亚的ROH只是过去人口统计事件的阴影，而Baloch中的ROH就是当前人口统计事件的证据。

当您深入到南亚和中亚群体时，补编中清楚地说明了这两个平衡的现实。 从图中可以清楚地看出，ROH数量始终居高不下的人群是卡拉什（Kalash）。 这是有道理的。 卡拉什（Kalash）是一种遗传隔离株，因为它们传统上是在巴基斯坦偏远的奇特拉尔地区孤立的异教非穆斯林组织。 由于穆斯林无法加入他们的部落一千多年，基因流一直是单向的，因为卡拉什（Kalash）to依伊斯兰教并因此融入了更广阔的巴基斯坦社会。 相比之下，其他巴基斯坦集团的ROH总量差异很大。 样本中总长度和数量中ROH最小的个体是Baloch，Brahui和Makrani，以及在这些统计数据中具有最高值的个体！ 尽管卡拉什（Kalash）在人口规模较小的压力下一直持续缓慢地下降，但the路支（Baloch），布拉威（Brahui）和马克拉尼（Makrani）受到近交氏族几代首次表亲婚姻的重击。 这些世代相传的婚姻迅速增加了ROH，因为第一代表亲在遗传上比在人类学上更紧密地联系在一起。

在前基因组时代，近交的计算很简单。 只看血统书。 由此得出近交系数。 关键是要记住，在计算中，祖先的总和之间的关系至关重要。 在美国，表亲之间的婚姻发生在通常与祖父母没有亲属关系的个人之间。 但是在其他社会中，祖父母的一代，也许是曾祖父母的一代，也可能是堂兄。 但家谱有局限性，可能会错过深厚的血统。 左图是我引用的第一篇论文的左图，显示了个人血统的比例关系，该关系在y轴上是通过基因组（ROH）方法计算的，在血统上是相同的，而在x轴上是传统方法的比例（谱系）。 两者之间存在明显的相关性，但观察到对最适合线以上的值略有偏差，并且y值高于x。 基因组学估计捕获了常规谱系范围之外的共同祖先！

这些模式的含义有两个方面：首先，回顾人类历史，其次，展望生物医学。 这里的ROH模式与Out of Africa的连续瓶颈模型大致相符。 来自非洲的人口越多，他们的ROH越短。 非洲人口中，由于长期有效人口规模较大，并且相对不受瓶颈过程的影响，它们所占的比例最少。 短期现象是近亲结婚模式，无论是有意识的和文化规范的（例如在穆斯林世界和南亚的部分地区），还是由于人口限制（如猎人与采集者之间的情况）。 由于在医学遗传学领域内隐性疾病的突出表现，这两个过程在一起是相关的。 很明显，ROH时间过长是近亲繁殖的迹象，因此个人对多种疾病的敏感性更高。 但是作者指出，许多短ROH的总和效应也可能是有问题的，特别是由于这些短基因可能共同构成许多种群基因组中ROH的优势。

到目前为止，我基本上已经提到了人口统计学的历史，以及它是如何通过基本中性和随机的过程塑造基因组的。 近交本身可以看作是超负荷漂移的一种形式，它是繁殖群体的长期有效种群 倒塌 本身。 但是自然选择呢？ 我决定仔细研究一下 基因组解压缩 ROH。 他最长的区域之一位于2号染色体上，长度约为2 Mb，从位置134606441延伸到位置136593184。在23andMe中，有一个位置可能被解释为：136325116。 rs4988235 在23andMe数据文件中。 此SNP的变体 追踪欧洲人的乳糖酶持久性。 丹尼尔·麦克阿瑟（Daniel MacArthur）博士具有纯合子形式的乳糖酶持久性基因型。 我们是否在这种长ROH中看到了与乳糖酶持久性相关的长单倍型，由于自然选择，在过去10,000年中其频率迅速上升？ 通常，本文中概述的参数可以满足人类历史的广泛需求，但是在图片边缘留有一些有趣的细节。

最后，让我们回到杂合与纯合。 我最近看了纪录片 “混血会更好吗？” 抛开明显的现实，这种程序反映了 时代精神 在那个时代（很明显，即使有相同的证据，维多利亚时代的科学家也可能制作了不同的纪录片），在接近尾声时，人们对人群和个人的ROH进行了比较。 该比较实际上是由研究小组完成的，该小组发表了我刚刚评论过的论文。 如果您跳到电影中只花38分钟，只是看他们会列出结果，但我会告诉您他们发现了什么。 他们比较了两个欧洲男人，一个南印度女人和一个父亲是英国人，母亲是尼日利亚人的男人。 欧洲人的纯合度水平符合预期； 在更高端。 这位南印度妇女的纯合子水平较低。 这是可以预料的，因为印度在泛欧范围内具有相对不同的遗传基因。 最后， 混合种族男性几乎没有纯合性可言。 首席调查员承认，在他测试和分析的5,000个人中，这是最极端的结果，因此他必须重新检查。 为什么？ 三个因素：

–母亲是尼日利亚人，这是一个遗传多样性相对较高的人群

–父母之间的遗传距离相当高

–最后，由于该人是非洲人和欧洲人倾向于不同的所有基因座上的第一代杂种，因此他更有可能是杂合子

我让作者有最后的话：

长ROH是我们基因组的一个被忽略的特征，在这里我们证明了它在人类中普遍存在，并且与人口历史很好相关。 但是，从个人的背景来看，ROH只能是部分可预测的（由于继承的随机性）。 考虑到许多复杂疾病特征中存在隐性成分的证据，ROH不仅赋予人们对隐性孟德尔疾病的敏感性，而且还可能是常见复杂疾病未被充分认识的危险因素……它们将允许量化不同隐性遗传变异所产生的风险人口。

引文： Mirna Kirin，Ruth McQuillan，Christopher S.Franklin，Harry Campbell，Paul M.McKeigue和James F.Wilson（2010年）。 纯合子的基因组运行记录了人口历史和血缘关系PLoS ONE： 10.1371 / journal.pone.0013996

图片来源：Allison Stillwell

那是广泛的理论。 但是，正如您所知，演化及其子组件不只是“理论”，它们是一组模型，可以通过观察或通过受控实验室实验进行测试。 致新信 自然 详细说明选择性扫频如何精确地发挥作用 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster），经典的“模型生物”。 有趣的是，这是一个实验性进化的案例，这是我们更加熟悉的情况 理查德·伦斯基（Richard Lenski） E。大肠杆菌. 全基因组分析的长期进化实验 果蝇:

实验进化系统允许进行适应性的基因组研究，到目前为止，这主要是在具有小基因组的无性系统中完成的，例如细菌和酵母……在这里，我们介绍了来自全基因组的重测序数据 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster） 经历了600多代实验室选择以加速发展的人口。 这些选定种群中的蝇从卵发育到成年的速度比祖先对照种群的蝇快20％，并且已经进化出许多其他相关的表型。 基于688,520个中频，高质量单核苷酸多态性，我们确定了数十个基因组区域，这些区域显示了为加速发展选择的五个重复种群的合并样本与合并对照之间的强等位基因频率差异。 基于来自具有加速发育的单个复制种群的数据的重测序，以及来自每个复制种群的单个果蝇的单核苷酸多态性数据，我们推断选择处理内复制种群之间的等位基因频率差异很小。 选择的特征在质量上与无性物种中观察到的不同。 在我们的性人群中，适应与“经典”扫描不相关，因此新出现的无条件的有利突变得以固定。 更简化的解释包括“不完全”扫描模型（其中突变没有足够的时间修复）和“软”扫描模型（其中选择作用于已存在的常见遗传变异）。 我们得出的结论是，至少对于诸如发展时间之类的生活史特征，极少出现无条件的有利等位基因，它们与小净适应度增益相关，或者由于选择系数随时间变化而无法固定

了解此处发生情况的关键是它们在“经典”“硬扫”和“软扫”之间的区别。 硬扫按照我上面概述的备用描述：

1）在遗传背景下出现了一个新的突变体

2）选择有利于突变体

3）突变体的频率增加并扫向固定，从0％→100％，取代了祖先的变体

相反，要进行轻扫：

1）选择有利于已经在基因库中分离的一组较小的多态性

2）这些多态性的频率上升

3）但他们可能不会扫视固定

在第一种情况下，自然选择的特征将是清晰，独特和不可置疑的。 将会产生一种新颖的单倍型，该单倍型已经取代了祖先的变体，并在扫除时消除了所有其他等位基因状态，从而产生了广泛的遗传同质性区域。 这不是他们在基因组水平上看到的。

但首先， 他们做了什么？ 本实验中使用的果蝇来自30年的血统，在将治疗推向新的表型值的情况下，他们选择了600代的果蝇。 假设每世代600年，人类的15,000世代将约为25年。 如果特征是可遗传的，并且您选择的后代偏离均值，则随着时间的推移，您会看到特征值发生变化。 这是经典的定量遗传学，这就是他们所看到的。 他们有五个谱系表现出加速的发育（ACO），还有五个谱系是表现出祖先表型（CO）的对照。 “羽化”是指苍蝇从the中出来。 受自然影响的血统与对照组的生活史截然不同。 这里的特征簇并不令人惊讶，我们从其他分类中知道，短命快速发展的物种比逆向物种更小，并且在代谢上更倾向于枪支。

但是这项研究真正有趣的方面不是表型。 谁没有看到过奇怪的事情 果蝇？ 这就是为什么它们首先被选为模型生物的原因之一！ 相反，他们探索了谱系内和跨谱系的基因组变异模式，并将结果整合到了进化过程如何发生及其对全基因组结构的影响的更广泛的理论框架中。 应该 看。 在下面，我将图2和3缝合在一起，它们说明了基因组变异的特殊模式。

左图显示了ACO和CO合并谱系之间的等位基因频率差异。 峰值表明差异很大，虚线代表阈值，在总体频率差异之间存在0.1％的随机机会。 垂直轴是对数刻度。 底部的灰线表示与合并的ACO样本在一个特定ACO谱系中的差异。 在右侧面板中，您会看到 杂合性，蓝色表示一氧化碳谱系，红色表示所选的ACO谱系，这缩短了他们的寿命。 灰色再次是特定的ACO血统。 每个垂直面板对应于 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster） 基因组。

首先，请注意ACO和CO之间等位基因频率差异的广泛分布。此外，特定的ACO谱系与合并的样本之间几乎没有差异。 尽管有独立的历史，但它们似乎表现出相同的等位基因构型。 其次，请注意，在ACO合并样品的情况下，杂合度低于CO祖先表型谱系。 为什么？ 请记住，选择性扫描应消除基因组变异。 但是，这些扫描似乎并没有固定下来，否则，我们会看到更多的反向峰收敛到〜0的杂合度，因为选定的变体取代了种群中的所有其他变体。

在控件和选定的线性之间存在差异的区域中发生了什么？ 他们研究了〜650个基因上的〜500个非同义SNP，这些基因在ACO和CO之间最有区别（L ₁₀FET分数> 4），发现以下类别的基因得到了丰富：假想椎间盘发育，平滑的信号传导途径，幼虫发育，翼状椎间盘发育，幼虫发育（su 两栖动物），变态，器官形态发生，假想椎间盘形态发生，器官发育和区域化。 生活史很复杂。 如图2和3所示，将广泛的基因类别与选择的分散基因组影响结合在一起，您可以很好地了解定量遗传进化动力学对底物水平产生的各种后果。 同样有趣的是，他们发现X染色体似乎丰富了选择和进化的特征。 为什么？ 他们指出，该染色体将更易于选择隐性或部分隐性表达的SNP。

显然，这项研究没有发现理论可能已经预言过的彻底的彻底调查。 相反，研究人员发现许多部分完成的扫描分布在整个基因组中。 听起来有点熟？ 在继续进行更广泛的考虑之前，请先对它们进行以下解释：

–扫描困难，但尚未达到目标。 因此选择系数很小，因此仍然处于瞬态状态

–选择是基于“常规变化”进行的。 也就是说，遗传变异在给定种群中自然存在，可以通过自然选择进行操作，以通过经典育种技术改变种群特征值的平均值

–最后，选择系数（积极选择的变异体相对于总体平均值的适应性更高）可能不是静态参数，而是随时间的变化，取决于等位基因频率。 这并不奇怪。 频率依赖性和上位性会影响统计遗传模型中的线性假设。 作者将有害的等位基因或拮抗多效性称为可能的遗传水平力，这些力也可防止固定

我个人倾向于第一种选择， 因为似乎我们在人类进化基因组学中看到了类似的模式，有许多局部扫描和不完全固定。 一个兄弟需要多少时间？ 从长远来看，我们已经死了，热死吞没了整个宇宙。 在短期内，进化压力总是在变化。 立即修复，或者忘记它说我！ 等位基因差异的广泛分布以及中等程度的杂合性似乎表明，通过对遗传变异的大规模作用，正在改变数量性状，生活史。 有趣的是，在这个进化实验中，X染色体似乎具有更多的选择和变异特征，这与人类相似。 下一个问题：谁在研究600代小鼠的实验进化？

引文： Burke，Molly K.，Dunham，Joseph P.，Shahrestani，Parvin，Thornton，Kevin R.，Rose，Michael R.和Long，Anthony D.（2010年）。 果蝇性质的长期进化实验的全基因组分析： 10.1038 / nature09352

图片来源：Karl Magnacca

高海拔缺氧是由高海拔大气压力降低引起的，并导致对人体的严重生理压力。 几千年来，三个人一直居住在高海拔地区，其中包括安第斯高原上的安第斯山脉，喜马拉雅高原上的藏族和塞米高原上的埃塞俄比亚高地。 这些种群中的每一个都表现出独特的生理变化，以应对海拔高度上可用的减少的氧气。 但是，我们才刚刚开始了解导致观察到的生理变化的遗传变化。 当前研究的目的是确定在安第斯山脉和藏族地区可能参与高海拔适应的基因区域。 在这两个高海拔人群中分别确定了显示近期积极选择证据的基因组区域。 我们发现令人信服的证据表明，HIF通路基因，位于11号染色体上的球蛋白簇以及安第斯和藏族的几个染色体区域都处于阳性选择状态。 我们的结果表明，关键的HIF调控基因和靶向基因负责适应海拔高度，并暗示了几个不同的染色体区域。 在安第斯人和藏族人中鉴定出的候选基因和基因区域在很大程度上彼此不同。 但是，一个HIF通路基因EGLN1在两个高海拔人群中均显示了方向选择的证据。

在本文中，作者研究了约50名安第斯人（盖丘亚语和艾马拉语的讲者）和50名藏人，并将它们与不同的群体进行了比较。 除了欧洲和亚洲的HapMap人口外，他们还研究了一些美洲印第安人的人口。 下图显示了采样的地理范围（右图是美洲印第安人低地群）：

相对于低地居民而言，抽样的两个高地群体的祖先关系相对简单。 面板A和B显示了安第斯人和藏族的PCA图，而C和D显示了 罢工 条形图。 对我来说唯一值得注意的是，盖丘亚语的讲者似乎表现出残留的欧洲血统，而艾马拉人则没有，而哥伦比亚土著群体似乎对中美洲人群的亲和力高于对其他南美样本的亲和力。 对于后者，我无法给出任何见解，但是如果这不仅仅是一种不具有代表性的怪癖，那么可能会看到嫁给盖丘亚语高地贵族的西班牙男人人数比艾马拉地区更南端的要多。 （尽管 波托西 在玻利维亚，所以这可能不合理）。

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我们已经对这些群体如何适应他们的高海拔环境有了一些进化的期望。 似乎这三类人的生理过程有些不同，这在很长一段时间以来一直是遗传学家好奇的根源。 生理上有些变化，遗传学也应该是合理的，这似乎是一个大致正确的假设。 在本文中，他们采取了两种通用方法， 查看总基因组，并着眼于特定的候选区域。 据我所知，他们使用第一种技术并没有发现太多新奇的东西，但是他们确实通过研究特定的基因，从遗传适应的角度澄清了藏人和安第斯人之间的关系。 正如作者总结中所指出的，看起来这两个种群确实具有一些不同的遗传结构。 许多似乎已成为选择靶点的基因并没有重叠，而那些确实存在于选择位点的基因似乎发生了不同的局部选择事件，因此由正选择驱动的单倍型是不同的。

他们使用了多种技术来检测自然选择的可能区域：

–特定位置的分支长度（LSBL）

–杂合比（lnRH）的对数

–修改过的田岛D统计量

–全基因组远程单倍型（WGRLH）

LSBL是对Fst的详尽阐述，因此它正在等位基因频率的群体差异之间找到。 回想一下，在任何给定的地点，您都不会期望种群之间的差异，因此，如果有大量的生态适应性，您可能会发现地理差异很大。 杂合性只是两个基因拷贝处于不同状态的基因座比例的度量。 这只是衡量遗传变异的一种方法（尽管还有其他方法）。 Tajima的D统计量是对基因座是否偏离中性预期的一种检验。 这意味着可能存在瓶颈，选择性扫描或平衡选择。 最后，最后一个测试在基因组内寻找相关标记集。 如果存在一个单倍型，一系列标记，则可能是您正在目睹选择性扫描发生时或之后发生的基因组区域。

为什么要进行四种不同的测试？ 因为一个给定的测试并不能决定自然选择。 正如田岛的D所指出的那样，人口统计过程具有随机性，会产生假阳性，因此最好不要仅靠一种技术来生存或死亡。

这是图4，它显示了等位基因频率的差异。 EGLN1 基因：

我们见过 EGLN1 前。 在上图中，左图显示了安第斯衍生的SNP，右图显示了藏族的SNP。 注意A和B频率的差异。红色表示C和D面板中统计数据的统计上显着的值。安第斯人和藏族人都显示选择的指示，但是当您放大基因时，模式中的细节会有所不同。 最后一个面板上有一个箭头，指出每个群体之间的SNP，其中群体之间的方差最大。 有趣的是，在高海拔地区，祖先等位基因的频率似乎有所增加，因为黑色代表祖先，红色代表第一和最后一组。

让我跳到他们的结论：

总而言之，我们对高海拔和低海拔人群进行了基因组扫描，以识别选择提名的候选基因和两个长期居住的高海拔人群（安第斯和藏族）中的基因区域。 几个染色体区域显示了正向选择的证据。 这些地区对安第斯人或藏人而言都是独特的，这表明这两个高原地区之间缺乏进化趋同。 但是，根据检测到的HIF调节基因信号，建议安第斯人和藏人之间趋同进化的证据。 EGLN1。 此外 EGLN1，第二个HIF调节基因， EPAS1以及两个针对HIF的基因， PRKAA1 和 一氧化氮合酶2A，已被鉴定为藏族人选择提名的候选基因（EPAS1）或安第斯（PRKAA1, 一氧化氮合酶2A). PRKAA1 和 一氧化氮合酶2A 在人类生殖成功必不可少的生理过程中起着重要作用……因此，除了说明自然选择和进化过程的可能目标外，基因组研究还具有明确的潜力，阐明了造成人类发病和致病的主要原因的关键途径。死亡。 根据这项研究的结果，重要的是要通过将基因型与特定的高海拔表型相关联的基因型-表型关联研究来确认结果。

我想展示基因的字母汤，以防万一您是对这些基因座感兴趣的遗传学家。 我以前的论文中都看过这些 我假设将其发布在此的密钥 PLoS遗传学 是研究人员探索这两个种群之间缺乏或存在进化趋同的深层比较维度。 这个发现应该令人惊讶吗？ 我不这么认为。 高海拔是极端的环境，由于适应性的原因，文献中充斥着甚至在这些人群中也出现的问题。 可能会有有害的副作用，特别是如果去年春天关于藏人的论文之一是正确的，并且他们是相对较新的高地定居者。 但是直到玩游戏您才知道，因此确认是一件好事。

对遗传结构和适应性质的进一步探索，尤其是当研究扩展到埃塞俄比亚人时，可能会为我们提供进一步了解进化史偶然性的窗口。 这三个事件基本上是三个独立的实验。 在本文中，它们表明某些自然选择的变体可能已经存在于祖先种群中，因此常备变异。 其他是新的突变，独特而新颖。 尽管表型的最终表达有不同的途径，但在实施细节（生理学）上各组之间仍存在差异，但在这种比较中，也有一些基因似乎与藏族和安第斯族有牵连。选择。 样本空间如何受制于可能的选择和隐含的约束 G矩阵？ 在相似的生态环境中，不同种群达到适应性适应状态所采取的进化路径有多大的偶然性？ 这些是长期问题，我认为随着高度适应性的试验性银河时代逐渐取代黄金时代，这些问题可能会得到回答。

引文： Bigham A，Bauchet M，Pinto D，Mao X和Akey JM（2010）。 使用密集基因组扫描数据PLoS遗传学鉴定藏族和安第斯族自然选择的特征

图片来源：Micah MacAllen

请注意： 我知道，传统上，银器时代是在黄金时代之后，而不是在黄金时代之前。 但是我们确实生活在辉格时代！

快速提醒一下：有效种群数量表示为下一代贡献基因的种群比例。 因此，对于在幼虫期死亡率极高的昆虫而言，有效种群数量可能是 数量级 小于在任何给定的一代人中对人生历程的所有阶段进行评估的人口普查规模。 相反，与人类相比，更大比例的儿童最终为后代的遗传构成做出了贡献。 对于大型生物，我听说您有时可以使用经验法则，即有效人口规模约为人口普查规模的1/3，尽管这可能高估了有效人口规模。 繁殖变异减少有效种群的一个原因，因为许多个体对下一代的贡献远少于其他个体。 方差越大，给定世代中种群中的几个个体对遗传变异的影响就越大，从而减少了有效种群，而后者又有助于下一代（繁殖变异通常被认为是泊松现象，但这可能被低估了） 。 另外，存在随时间变化的问题。 长期有效种群对低界限值比高界限值更加敏感，因此对于任何经历周期的物种，在任何给定时期，长期有效种群都可能比人口普查规模小得多。 例如，在过去的100,000年中，人类的长期有效种群规模相对较小，因为我们似乎已经从少量的初始种群中获得了扩展。 从数学上讲，长期有效人口规模由 谐波均值 毫无疑问，下限值很关键。 如果那对您没有意义， 请记住，种群瓶颈可能对物种的长期轨迹产生巨大影响，特别是消除遗传变异。

这如何影响基因组复杂性？ 基本上，Lynch的论点是，当减少有效人口时，会削弱自然选择的能力，特别是净化选择的能力，从而防止通过随机过程增加非自适应复杂性。 不是选择变得毫无意义，而是其信号被噪声淹没了。 这是他2003年论文的摘要：

来自不同系统发育谱系的完整基因组序列显示出从原核生物到多细胞真核生物的基因组复杂性显着增加。 这些变化包括由于重复基因的保留而导致的基因数量逐渐增加，以及剪接内含子和可移动遗传元件的丰度更加突然地增加。 我们认为，许多这些改变是被动响应的，这是对伴随生物体大小增加的长期种群规模减少的反应。 根据该模型，真核基因组的许多重组是通过非自适应过程启动的，这反过来又为通过自然选择对表型复杂性进行二次进化提供了新的底物。 原核生物的巨大的长期有效种群规模可能对复杂的基因组和形态的进化形成实质性的障碍。

这意味着大量自然种群的原核生物通过更有效的自然选择而偏向较小的基因组。 相反，更复杂的生物体具有较小的种群数量，因此受样本方差的影响而受到一代又一代随机波动的影响更大，因此从基因组上讲，这种流线化的方法较少，因为选择只能对付汹涌的噪音。 Lynch的一个引人入胜的论点是，后来基因组复杂性随后在下游有用，成为表型复杂性的基石，但我们暂时将其搁置一旁。

一份新的论文 PLoS遗传学 挑战了Lynch等人对原始数据的统计分析。 曾经是他们的理由。 从技术上讲，争论在于 N _eu 和基因组大小。 N _e 是有效的人口规模，并且 u 是核苷酸突变率。 尽管争论是技术性的，但基本的反对意见应易于理解： Lynch等人还存在其他可能实际上导致相关性的变量。 辨别。 到纸上 基因漂移是否增加了基因组复杂性？:

不同生物之间的基因组大小（核DNA的数量）差异很大，但不一定与生物复杂性相关。 例如，仅草内的基因组大小相差近20倍，但是在基因组学或生理学方面，大型基因组的草种显然不比小型基因组的草种复杂。 相反，对基因组大小变异的最新解释主要是由种群大小决定基因组大小的想法主导的：增加基因组大小的突变预计会在小种群物种中漂移到固定，但是在大种群物种中这种突变将被消除，而自然种群选择的效率更高。 但是，以前的分析的推论是有限的，因为它们无法识别物种具有进化史，因此不一定在统计上是独立的。 我们的分析采用系统发育学的观点，与以往的研究相反，没有发现证据表明基因组大小或其任何组成部分（例如，转座子数，内含子数）与种群大小有关。 我们认为基因组大小的进化不太可能由诸如种群大小之类的单一因素很好地解释。

在Lynch等人的原始分析中。 大约66％的基因组大小变异是由 N _eu！ 那是一个很大的影响。 图1说明了系统发育如何在建立关系中造成混淆。 以下是一些解释该图的文字：

在该假设示例中，已测量了八个性状的两个性状x和y，如系统发育树（A）尖端处的值对所指示。 普通最小二乘线性回归（OLS）表示统计上显着的正相关（B； r-平方= 0.62，P = 0.02），有可能导致x和y之间存在正进化联系。 但是，对散点图（B）与物种（A）的系统发育关系的关系的检查表明，对于两个主要谱系中的每一个，四种物种的x和y之间的关联为负。 通过具有系统发育独立对比的原点回归…相当于系统发生广义最小二乘（PGLS）分析，解释了物种的非独立性，并表明性状之间没有整体进化关系…物种间的明显模式是由正相关的性状变化驱动的仅在系统发育的基础分裂时； 在整个系统发育的其余部分中，性状大多朝相反的方向变化（A；红色为基础对比）…。

当时的论点似乎是林奇最初作品中的关系是人工制品，这是由于他调查推断该关系的物种的进化史所致。 您所拥有的不是一般的原则或法律，而是偶然的历史过程的结果。 不是很干净整洁。 您可以从1年的论文（图2003）中看到这种关系的类群性质。 科学:

好的，现在让我们看一下本文中相同数据集的可视化效果，就像一棵树来说明相关性：

最后一张图显示了使用常规OLS回归的散点图与系统发育最小二乘模型（PGLS）之间的差异。 您从一个明显的线性关系转变为基本上没有任何东西（r平方接近零，无统计学意义），该线性关系转化为上述高r平方。

论文本身并不长，反对很简单。 他们只是声称Lynch没有纠正明显的替代性解释/混淆，而且我们不知道我们以为自己知道什么。 另外，有一种说法认为，有效种群大小可以强有力地预测基因组大小的观点正在成为科学界的常规知识。 我不知道这一点，这似乎是一个不断变化的年轻领域，我认为他们夸大了这种假设的广泛性，以使其反驳的力量变得更加关键。 当然，基因组大小的模式可能非常令人困惑，但我的直觉是，由一个预测变量解释的基因组大小变化的2/3的r平方相当惊人。 显然，在“后基因组时代”，基因组的大小非常容易获得，但是 N _e 和 u 对于许多分类单元而言，甚至对于一组感兴趣的物种而言，甚至在给定的分类单元中都很难实现。 对我来说，这对实验进化论者来说是一个机会，他们可以控制这些混杂因素，并观察其谱系中的变化。 即使 N _eu 可预测所有事物受控制为独立变量， 如果通常不控制所有事情，并且系统发生历史的随机行为更为重要，该怎么办？ 迈克·林奇（Mike Lynch）的功劳得到了肯定，所以我认为不久的将来我们会收到他的回应。

引文： Whitney KD和Garland T Jr（2010）。 基因漂移是否增加了基因组复杂性？ PLoS遗传学： 10.1371 / journal.pgen.1001080

在表型进化中蛋白质功能改变和基因表达改变的相对重要性是进化生物学中一个有争议的但仍是中心的话题。 分析了5,199个具有记录的突变表型的小鼠基因，我们发现，仅在突变时会影响形态特征的基因（称为“ morphogenes”）大量富含转录调节因子，而对那些只影响生理性状（称为“ physiogenes”）的基因则富含通道，转运蛋白。 ，受体和酶。 与生理发生素相比，形态发生素更可能是必需的和多效的，并且不太可能是组织特异性的。 形态发生子在表达过程中进化得更快，但蛋白质序列和基因增益/丢失要比生理发生剂慢。 因此，形态和生理变化具有不同的分子基础。 分离它们有助于辨别表型进化的遗传机制。

这里的形态是指总体的解剖特征。 古生物学家或解剖学家可能会感兴趣的特征和特性。生理学更多是关于功能，以及实现该功能的物理结构。 随着生理学逐渐融合到生物化学中，它自然更接近于分子生物学的规模。 当然，在另一端，生理学也与解剖学融合，因为生理学发生在解剖学家感兴趣的特征内。 通过概括，在本文的上下文中，也许可以认为生理学更细粒度，而形态学更粗略。

他们之所以使用鼠标，是因为它是一个长期用作模型生物的物种，并且在生理学和形态学方面都有许多众所周知的特征突变。 在进化研究的背景下，在这些领域中利用小鼠的历史可以追溯到20世纪初。 因此，系统生物学家已经进行了大量研究。 他们在Mouse Genome Informatics数据库中发现了5199个具有已知表型的小鼠基因。 821仅影响形态性状，而912仅影响形态性状。

图1显示了按 基因本体论:

根据我对这些主题的了解很少，第二到第四小组不足为奇。 形态特征是从分子结构建立的，而转运蛋白的活动类别是细胞尺度更大的，因此似乎低于形态特征的显着性阈值。 第一个小组不是我所期望的，但是在事实发生之后是有道理的。 图2阐明了这一点。 右边的面板有比例，左边的计数。

重点是：形态发生素似乎比生理发生素影响更多的性状，并且当涉及到特定的性状时，它们的影响是较少的组织特异性。 当这种模式突出显示时，对转录调控的丰富对我来说更有意义，因为转录调控可能允许通过性状水平控制变异来实现更多的性状。 如果与一个基因有许多性状的关系，则与该基因牵涉到一个性状的变异相比，可能会在更大程度上限制序列水平。 当您限制必要的基因时，多效性的鸿沟就被关闭了，这些基因的突变导致适应性降低到零（通过死亡或缺乏繁殖能力）。 据推测，多效性将遗传格局限制在特定的适应峰上。 当您考虑许多生理过程的定位及其生化复杂性时，组织特异性似乎是可以理解的（我在这里想到的是肝脏中基因表达的变异）。

但是，他们不仅关注现在的性状和基因分布方式，还试图探明形态发生子和生理发生子的进化速率是否取决于基因变异的类别。 请记住，您在外显子上会先后发生水平变化，这可能会改变蛋白质。 你有 顺作用元件作为基因调控中的关键齿轮。 而且您拥有更多的总体基因组特征，例如基因重复或缺失。

图3显示了在特定基因上的小鼠和人类之间与序列水平替换以及基因表达谱有关的差异。 特别是在前者的情况下，您想知道非同义取代的比率，即碱基对上的那些改变翻译的氨基酸的取代，由总突变率标准化。 因此，面板C是关注的焦点。 请注意，自人类和小鼠血统之间的最后一次分歧以来，生理发生素似乎比形态发生素进化得更多。 为什么会这样呢？ 我马上想到的是，表达组织特异性的生理过程比调节总体形态更容易被调节，而总体形态可能受到具有许多多效作用的基因所控制，因此受到限制。 即使在控制组织特异性时，该模式仍然存在，如面板D所示。就基因表达谱而言，该模式似乎相对于进化速率而言是倒置的，如您在后三个面板中所见。 发生了进化，但是在这些情况下是通过某种不同的遗传手段进行的。 作者特别指出手指多效性是形态发生子中序列水平进化的问题，因为如果蛋白质的特征更多，则蛋白质的变化就更有可能成为问题。

从某种意义上说，这些结果表明Evolution必须是一位多才多艺的设计师。 当涉及到生理发生时，插画家要负责，从最基本的遗传原料中创造出新的特征，这里的一个碱基对和那里的一个碱基对都发生了变化。 但是对于形态发生子而言，进化必须使用照相购物的工具和技巧，求助于现存的元素，并在各处进行重新排列或微调，以免在调整边际时不打扰复杂的小车。

关于什么 顺起作用的监管要素？ 在本文中，他们提到了以下论点： 肖恩·卡罗尔 这 顺作用的调控元件对于形态性状的进化至关重要。 这意味着对于这些元素的变化，应该相对于生理原来富集吗啡原。 他们在图4中找不到。相反。

但是我不认为他们认为自己的结果是对卡洛尔的坚决驳斥，因为这在某种程度上是间接的。 我将引用本文的内容：

…因为经过实验证实，哺乳动物 顺 元素很少，可能仅在一种物种中得到证实，并且可能偏向某些类别的基因，我们通过使用检验了上述假设 顺-以前的元素 都曾预测 仅通过一组脊椎动物基因组序列之间的基序序列保守并记录在 顺RED数据库（20）。 在 顺红色，8,440个预测的小鼠顺式元素和7,688个 都曾预测 发现人类的顺式元件分别位于586个小鼠形态发生素及其人类直系同源物附近。 同样，预测了7,082个生理原中的7,215个小鼠顺式元素和621个人的顺式元素…。

我倾向于接受此结果及其可推广性，但是在这种情况下，存在一层分析和建模，而在其他情况下则不存在。 此外，卡洛尔（Carroll）的论文是关于整个动物界的，老鼠与人的比较可能是非典型的。

最后，他们想研究基因复制。 他们发现：

与D一起 _FAM 结果，我们的分析表明，尽管生理发生族的扩张/收缩速度比形态发生族的速度快，但对于给定的家族，其世系的扩张/收缩率却相对恒定。

我不知道这里的重复是否与调节生化过程中各种底物的剂量有关。 这可能与生理过程更直接相关。

值得注意的是，正如他们所做的那样，“形态发生”和“生理发生”类别在某种程度上是人为的，形态学和生理学之间的区别也是如此。 本质上说，自然是一种，为了便于我们自己的抽象和分类，我们将其分解为特定的关节。 另外，推测所有基因都对形态和生理有一定影响，尽管这种探索比一些较老的抽象更深入一些，但它也是一种简化。 关键在于，这里的论点似乎是，这些类别和过程的分解为我们提供了关于演化动力学的有用的边际回报。 特质并不总是仅仅是特质。 不同类别的表型就其本质而言可能具有不同的进化遗传意义。 其中一些是常识，在功能上不那么重要的那些性状将表现出更多的基因变异。 但是在形式和功能本身方面的区别在细节上更进一步。 而且，我想我们从老鼠与人的比较中得出的结论在生命之树上有一定的局限性。

引文： 廖BY，翁MP，＆张J（2010）。 形态学和生理学进化的相反遗传途径。 美国国家科学院院刊PMID： 20368429