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笼

长期以来,读者都知道选择和漂移在塑造进化过程中的作用长期以来一直是该领域的问题。 甚至早在查尔斯·达尔文(Charles Darwin)时代,就有一些人,包括他著名的斗牛犬托马斯·赫克瑟利(Thomas H. Huxely),他们就怀疑自然选择是进化变化的主要动力(尽管达尔文说服了他有变种的普遍血统的现实)。 1900年左右的几十年中,彼得·J·鲍勒(Peter J. Bowler)将其描述为“达尔文主义的蚀相”。 所有知识分子都理解并接受了进化论,但是许多人对达尔文的框架和论点持怀疑态度。 日食随着遗传学整合到进化论中而逐渐消退,从而产生了种群遗传学,并于1950年诞生了新达尔文主义综合理论。

51tQuYMf7gL._SY344_BO1,204,203,200_ 有人可能会辩称,这标志着适应主义的高潮,人们接受了选择在塑造生物现象的所有皮亚库纳细节方面的作用。 但是即便如此,仍然有人持谨慎态度(有人争论说人口遗传学之父之一塞沃尔·赖特(Sewall Wright)是否在他对进化过程的隐喻中主张随机性起着重要作用,即平衡在整个世界中不断变化。适应性景观)。

在1960年代,经验结果报告了分子进化领域中高度实现的多态性,而思想家例如Motoo Kimura提倡的形式模型(最终归为“中性理论”)之间的对话引发了我们对进化思想的革命。 。 尽管许多人可能会认为选择约束和塑造形态变异(或更普遍地表现为较粗略的表型特征)的首要性,但在分子尺度上的无效假设是,大多数变异是中性过程的结果。 就是说,即使大多数新突变是有害的(某些生物的大多数基因组甚至可能都不是这种情况),那些获得高频率产生多态性的突变通常是偶然发生的,而不是因为它们受到青睐。

数十年来,这场辩论令人惊讶地激烈。 当我在1990年代中期第一次遇到它时,它已经冷却下来,但是似乎没有最终的解决方案(尽管我的印象是,在进化遗传学家中,中性主义的形式似乎被广泛接受为任何形式的默认模型)假设检验)。

41qS + 5MyBmL._SX331_BO1,204,203,200_ 总的来说,我不相信基因组学会在进化生物学方面“改变一切”。 相反,进化基因组学确实站在巨人的肩上(好吧,大多数是死去的白人)。 但 我确实认为,基因组学提供了在中性随机力的相对作用和选择在分子水平上塑造变异方面的相对作用的可能性,从而获得更大的经验明确性。 完整的基因组序列(或足以在基因组中获得可观的模式意义)是宝贵的信息。 它可以说是与DNA的模式有关的所有信息(在将来的某个时候,长读将捕获结构变异,而表观基因组学也将发展)。

去年春天,我写了一篇引人入胜的新论文, 自然选择会限制多种物种的中性多样性, 在文中 选择主义反击! 标题说明了一切。 作者认为,使用广泛的基因组有两种形式的自然选择,即背景选择限制了有害等位基因的高频率出现,而正等位基因的选择则允许基因组的相关区域以高频率扫荡并消除。变异(并因此产生单倍型模块),可以帮助解决所谓的“李文汀悖论”。 悖论很简单:中立理论预测,种群数量将决定一个物种中所见的变异量。 大种群有许多突变,遍历的频率范围为〜0到1,而小种群的多样性要小得多,这是因为漂移可以很快地固定突变体。 有些人解决了这一悖论的方式是,大量人口受到强大的选择动力的约束,这些动力限制了中性变化。 特别是,正向扫描(产生“遗传图稿”)和负向约束条件使基因组的大部分区域均质化。 由于以上文件均为开放存取 我建议您阅读。 他们发现选择似乎确实会在选择主义解决方案所暗示的方向上影响具有不同种群数量的物种(种群数量较大的物种应具有更多的多态性,但选择约束的差异更大)。

但是格雷厄姆·库普(Graham Coop)在bioRxiv上发布了说明, 连锁选择是否解释了物种间遗传多样性的狭窄范围?,这表明尽管 定性的结果与选择主义的叙述相吻合,如果选择对人口统计学变化所驱动的随机力起主导作用,那么影响的大小根本就不是人们所期望的。 那是因为 果蝇 今天的人口普查规模之大并不意味着它在整个历史过程中拥有庞大的人口普查规模,而且遗传多样性对时间范围内最小的人口规模具有强烈的敏感性(这是因为大多数多样性可以通过漂移力)。 上图显示了Coop使用其模型对上述论文中的结果进行了重新分析。 他建议,从数量上看,关联选择的影响似乎要适度得多。 从预印本:

要了解这两种解释对多样性水平的贡献,有助于区分基因组中的中性多态性的平均观测水平(π)和不存在连锁选择时的预期水平(π0)。 我们理想化的中性变异水平(其中π0≈4Neμ)反映了在没有关联选择的情况下种群的有效大小(Ne)(此处,Ne不能简单地从整个基因组范围内的中性多样性水平进行估算)。 为了说明这一点,请采用极端的情况,在这种极端的情况下,链接选择可以解释人口普查规模较大的物种变异中的几乎所有赤字,而种群规模的波动仅起较小作用。 在这些物种中,π应当比π0小几个数量级,Ne应当与人口普查大小大致相同的数量级。 相反,如果种群大小的波动解释了大部分赤字,那么所有物种的π都应接近π0,而对于种群数量较大的物种,Ne则要比人口普查种群大小低很多数量级。

合作社确实观察到变化的模式 基因组的形状可能会受到连锁选择的强烈影响,因此,对连锁选择的透彻了解对于生成捕获自然动力学的适当模型至关重要。 但最终,他似乎拒绝了“始终选择”的观点。 他的论点对我来说具有说服力,但我认为以上作者的工作将跟进原始论文。

原始纸张和对其做出回应的预印本都应仔细阅读。 我不认为这将是一场长达数十年的辩论。 是的,那里有许多组装不好的草图基因组,但是在未来十年中,我们将获得数据来对这些相互竞争的论点进行强有力的测试,以检验不同进化力在塑造变异中的作用。 至少在序列的规模上……。

 
• 类别: 科学 •标签: 中立主义 
拉齐布汗
关于拉齐卜·汗

“我拥有生物学和生物化学学位,对遗传学,历史和哲学充满热情,虾是我最喜欢的食物。如果您想了解更多信息,请访问http://www.razib.com上的链接”