Неустойчивый выбор - Fluctuating selection

Аллели A и B колеблются в адаптивное значение через некоторое время

Неустойчивый выбор это режим естественный отбор характеризуется колебанием направление отбора на данном фенотип за относительно короткий период эволюционного времени. Например, растения могут быть двух видов: один предпочитает более влажную почву, а другой - более сухую. В период влажных лет влажный сорт будет больше поместиться и произвести больше потомства, тем самым увеличив частоту предпочтения растений во влажных условиях. Если за этим влажным периодом последует засуха, будет выбран сухой сорт, и его количество увеличится. По мере того, как меняются периоды засухи и влажности, меняется и отбор растений, предпочитающих сухие и влажные растения. Неустойчивый отбор также проявляется на генном уровне. Рассмотрим два аллели, A и B, которые находятся на одном локус. Колеблющаяся динамика выбора играет роль, когда отбор благоприятствует А в момент времени t0, B при t1 и снова A в t2.

Неустойчивый отбор характеризовался несколькими математические модели.[1][2][3]При некоторых обстоятельствах колеблющийся выбор может привести к сбалансированный полиморфизм.[4] Когда два вида осуществляют отбор друг друга, например хозяина и его паразита, это может привести к колебаниям динамики отбора.[5][6][7]

Красная королева динамика и поддержание секса

В Гипотеза Красной Королевы описывает коэволюционная гонка вооружений между антагонистическими видами (хищники и жертва, паразиты и хозяева, конкуренты с перекрытием ниши ), подчеркивая конкуренцию между видами и популяциями, а не внутри них. В соответствии с динамикой Красной Королевы вид должен адаптироваться к изменяющемуся давлению отбора со стороны постоянно меняющейся биоты, которая составляет его среду обитания, или ему грозит исчезновение. Эксперименты в окружении Красной Королевы на реальных и моделируемые популяции предложили решительную поддержку для поддержания половое размножение несмотря на двукратная стоимость секса.[8][9]

Неустойчивый отбор также может играть важную роль в коэволюционных отношениях паразит-хозяин, особенно в поддержании пола. Было показано, что коэволюционная динамика гонки вооружений между хозяином и паразитом уступает место колеблющейся динамике отбора в минимальной среде.[6] Колеблющийся отбор в окружающей среде Красной Королевы был предложен как объяснение устойчивости пола:

Суть секса в нашей теории состоит в том, что он хранит гены, которые в настоящее время плохи, но могут быть использованы повторно. Он постоянно пробует их в комбинации, ожидая того момента, когда акцент недостатка сместится в другое место. Когда это происходит, генотипы, несущие такие гены, распространяются путем успешного воспроизводства, одновременно становясь хранилищами для других плохих генов и, таким образом, в непрерывной последовательности.[8]

В этой концепции пола популяция - это кладезь вариаций, а секс - это механизм распространения старых вариантов меньшинства, когда они становятся полезными. Эта теория зависит от колеблющегося отбора, поскольку колеблющаяся динамика отбора создает адаптивные ранее неадаптивные варианты из-за экологических сдвигов.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Холдейн, Дж. Б. С.; Джаякар, С.Д. (1963). «Полиморфизм из-за выбора разного направления». Журнал генетики. 58 (2): 237–242. Дои:10.1007 / BF02986143. ISSN  0022-1333. S2CID  26313306.
  2. ^ Карлин, С.; Либерман, Ури (1974). «Случайная временная изменчивость в интенсивности отбора: случай большого размера популяции». Теоретическая популяционная биология. 6 (3): 355–382. Дои:10.1016/0040-5809(74)90016-1. ISSN  0040-5809. PMID  4460262.
  3. ^ Белл, Г. (2010). «Неустойчивый отбор: вечное обновление адаптации в изменчивой среде». Философские труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки. 365 (1537): 87–97. Дои:10.1098 / rstb.2009.0150. ISSN  0962-8436. ЧВК  2842698. PMID  20008388.
  4. ^ Бертрам, Джейсон; Масел, Джоанна (20 марта 2019 г.). «Различные механизмы управляют поддержанием полиморфизма в локусах, подверженных сильному или слабому колеблющемуся отбору». Эволюция. 73 (5): 883–896. Дои:10.1111 / evo.13719. HDL:10150/632441. PMID  30883731. S2CID  83461372.
  5. ^ Hairson, N.G ​​.; Диллон, Т.А. (1990). «Неустойчивый отбор и реакция в популяции пресноводных копепод». Эволюция. 44 (7): 1796–1805. Дои:10.2307/2409508. ISSN  0014-3820. JSTOR  2409508. PMID  28567814.
  6. ^ а б Холл, А. Р .; Scanlan, P.D .; Morgan, A.D .; Баклинг, А. (2011). «Коэволюционная гонка вооружений паразитов и хозяев уступает место неустойчивому отбору». Письма об экологии. 14 (7): 635–642. Дои:10.1111 / j.1461-0248.2011.01624.x. ISSN  1461-023X. PMID  21521436.
  7. ^ Sielpielski, A. M .; DiBattista, J.D .; Evans, J. A .; Карлсон, С. М. (2011). «Различия во временной динамике фенотипического отбора среди компонентов приспособленности в дикой природе». Труды Лондонского королевского общества B: биологические науки. 278 (1711): 1572–1580. Дои:10.1098 / rspb.2010.1973. ISSN  0962-8452. ЧВК  3081754. PMID  21047862.
  8. ^ а б Гамильтон, В. Д.; Axelrod, R .; Танезе, Р. (1990). «Половое размножение как приспособление к сопротивлению паразитам (обзор)». Труды Национальной академии наук. 87 (9): 3566–3573. Bibcode:1990PNAS ... 87.3566H. Дои:10.1073 / пнас.87.9.3566. ISSN  0027-8424. ЧВК  53943. PMID  2185476.
  9. ^ Morran, L.T .; Schmidt, O.G .; Gelarden, I.A .; Parrish, R.C .; Лайвли, К. М. (2011). «Бег с Красной Королевой: Коэволюция паразита и хозяина выбирает для обоюдного родителя секс». Наука. 333 (6039): 216–218. Bibcode:2011Наука ... 333..216М. Дои:10.1126 / science.1206360. ISSN  0036-8075. ЧВК  3402160. PMID  21737739.