우성 유전자가 전체 개체군을 장악하는 과정은 개체의 운명을 결정하는 자연 선택뿐만 아니라 개체의 삶에 약간의 기복을 추가합니다. 선택에만 영향을 받는 것과 비교하면 두 가지 힘이 함께 작용하여 돌연변이가 빈도를 더 빠르게 증가시킬 수 있지만 드리프트가 선택 속도를 늦추거나 돌연변이의 빈도를 줄이는 것도 가능합니다.
시뮬레이션 실험을 통해 선택과 드리프트의 상호작용을 살펴볼 수 있습니다(그림 13). 이 시뮬레이션에서 우성 유전자의 선택 계수는 s=0.01입니다. [이것이 무엇을 의미하는지 아직 모르겠습니다. 이것이 이 책의 이전 장에서 이야기한 내용입니다.] 유효 인구 규모가 500,000인 인구 집단에서 이 대립 유전자는 5장(그림 S6)에서 선택의 효과를 설명할 때 수행한 시뮬레이션과 마찬가지로 부드러운 궤적으로 증가하며 약간의 변동만 더 있습니다. 인구가 5,000명이 되면 변동은 더욱 분명해집니다. 그리고 개체수가 50마리로 줄어들면 표류 효과가 너무 강해서 이 유리한 유전자가 전혀 번성할 수 없습니다. 실제로 이 우세한 유전자는 두 시뮬레이션 모두에서 제거되었습니다.
이 예는 선택과 표류가 동시에 작용할 때 대립 유전자가 어떻게 진화하는지 설명합니다. 때로는 선택의 강도가 드리프트보다 훨씬 강하므로 드리프트는 기본적으로 무시할 수 있습니다. 어떤 경우에는 드리프트가 선택의 효과를 압도합니다. 우리는 대립유전자가 어떤 조건에 속하는지 결정하기 위해 간단한 경험 법칙을 사용할 수 있습니다. 선택 강도와 드리프트 강도를 나타내기 위해 두 가지 측정값을 만들어야 합니다. 5장에서 언급했듯이 선택의 강도는 선택계수 s로 표현됩니다. 표류의 경우, 표류의 강도가 유효 모집단 크기 Ne에 반비례한다는 것을 이미 알고 있으므로 표류의 강도를 나타내기 위해 유효 모집단 크기 1/Ne의 역수를 사용하는 것은 자연스럽게 생각됩니다. 이 두 값의 크기만 비교하면 됩니다. 이 방법은 항상 두 가지 상황 중 하나를 충족합니다. s가 1/Ne보다 훨씬 크면 선택 효과가 강하고 s가 1/Ne보다 훨씬 작다는 것은 드리프트 효과가 강하다는 것을 의미합니다. 이것이 그림 13에 제시된 상황이다. 선택과 표류의 상대적인 강도만이 그러한 의미를 가지며 절대 수치 크기는 아닙니다.
위의 분석은 충격적인 사실을 암시합니다. 돌연변이는 일부 종에서는 강하게 선택되는 방식으로 진화할 수 있지만 다른 종에서는 마치 선택적으로 중립적인 것처럼 행동합니다(그림 14). [이 문장을 이해하려면 위의 그림 13을 다시 살펴보세요. Ne가 매우 어릴 때 유전자에 대한 표류 효과는 선택 효과를 완전히 압도하며 선택은 미래 세대에서 이 유리한 유전자의 빈도가 증가하는 것을 볼 수 없습니다. 즉, 이때 이 대립유전자는 마치 중립 형질인 것처럼 선택의 영향을 받지 않는 것으로 간주할 수 있다. ] 일부 유기체는 개체수가 매우 많습니다. 예를 들어, Drosophila의 경우 Ne는 약 100만개이고 E. coli는 훨씬 더 과장되어 있습니다. 이들 종 중에서 선택 효과가 드리프트 효과를 완전히 무력화하므로 선택 계수가 10^(-5)만큼 작은 적합성 이점을 구별할 수 있습니다. 이 종의 특성은 매우 정확한 적응성을 반영합니다. 대표적인 예가 코돈 편향이다. 이전에 우리는 코돈의 동의어 돌연변이가 선택적으로 중립적이라고 말했습니다. 그러나 실제로는 동일한 아미노산을 코딩하는 서로 다른 코돈 사이에 여전히 눈에 띄지 않는 차이가 있습니다. [염기의 분자 구조가 다르기 때문에 그에 따라 생성되는 분자간 힘도 다르기 때문에 단백질이 서로 다른 염기에 결합하는 상황입니다. 차이가 없는 것은 아닙니다.] 서로 다른 코돈은 전사와 번역에서 여전히 정확도와 효율성이 다릅니다. 따라서 Ne가 큰 이들 종은 게놈에서 가장 효율적인 코돈 클래스를 유지하는 경향이 있습니다. [이것은 코돈 선호로 이어집니다. 이러한 종은 일부 아미노산을 합성할 때 몇 개의 고정 코돈만 사용하지만 모든 사람이 사용할 수 있는 것은 아닙니다.] 개체수가 적은 종의 경우 특성 적응이 그다지 정확하지 않습니다. 예를 들어, 귀신고래의 개체수는 아마도 수만 명에 불과할 것입니다. 선택 계수 s=10^(-5)를 갖는 특성은 이 종의 중립 특성처럼 진화합니다.
2020년 1월 25일 00:44:52
인구 다양성에 대한 표류와 선택의 상대적 기여도의 차이로 인해 다양한 그룹의 다양성 생성에 큰 차이가 발생했습니다. 유기체가 다릅니다. 초파리나 박테리아와 같이 Ne가 매우 큰 개체군에서는 유사한 종 중에서 단백질 아미노산 차이의 거의 절반이 양성 선택에 기인합니다. 즉, 이러한 차이는 우성 유전자에 의해 고정됩니다. [즉, 표류가 약하고 선택이 강한 이러한 분류군에서는 종의 분화가 선택의 영향을 더 많이 받습니다. 비슷한 종들은 그들의 유전 정보가 다양해지기 때문에 분리될 것이며, 이러한 차이를 야기한 다른 유전자들은 이들 그룹에서 선택과 고정된 유익한 돌연변이를 통해 더 자주 생산됩니다. ] 나머지 절반만 드리프트로 고정됩니다. 이러한 분화 방법은 우리 인간 집단의 그것과 매우 다르다. 인간과 붉은 털 원숭이 사이의 유전적 차이 중 약 15%, 심지어 더 낮은 비율만이 적응성으로 인해 선택을 통해 고정된다. 드리프트로. [이 결과는 너무 극적이어서 다윈의 진화론의 근간을 위협한다고 할 수 있다. 결국 다윈 이론의 핵심 사상은 자연선택이 진화의 주요 원동력이라는 것이다. 그러나 여기서는 일부 그룹의 경우 무작위성이 종 간의 차이를 결정하며 자연 선택의 역할이 그다지 강력하지 않음을 보여줍니다. 여기의 발견은 "진화의 원동력은 무엇인가?"라는 질문에 대한 더 깊은 생각을 제공합니다. ]
[드리프트는 유전자를 선호하지 않기 때문에] 드리프트는 유해한 유전자가 퍼지고 고정될 수 있습니다. 우리는 앞서 현대 인류의 최근 진화 역사에서 약 10,000Ne만 가지고 있었다고 언급했습니다. 결과적으로 적합도를 s=10^(-5)만큼 감소시킬 수 있는 많은 돌연변이가 [선택을 정화하여 선별되지 않고] 게놈에 고정될 수 있습니다. [내가 이전에 말한 것을 기억해 보십시오. Ne가 작은 종의 경우 강한 드리프트가 선택을 압도하여 이러한 해로운 돌연변이가 선택에 의해 정화될 시간을 갖기도 전에 개체군에 고정됩니다. ] 이러한 유해한 돌연변이의 고정은 동물원 및 식물원의 작은 유기체 개체군에서 심각한 문제입니다. 동일한 문제가 많은 자연 개체군의 멸종을 초래합니다. 해로운 돌연변이의 고정으로 인해 소규모 인구의 전반적인 체력이 감소하는 것을 근친교배 부하라고 합니다. (근친교배 부하와 근친교배 억제는 동일한 개념이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 후자는 근친교배 부모의 자손에 비해 근친교배 부모의 자손의 적합성이 상실된다는 의미입니다. 이에 대해서는 10장에서 계속 이야기하겠습니다. .) 실험적 연구 개체수가 40명 미만인 고립된 Vipera berus 개체군이 발견되었으며, 이들 중 대부분은 고도로 동형접합성 개체였습니다. 이 그룹의 암컷은 더 날씬하고, 새끼의 대부분은 기형이고 유산됩니다. 이 실험은 외계 개체군에서 20명의 성체 암컷을 인위적으로 도입하여 이 개체군과 교배시킨 후 4년 후에 제거했습니다. 곧 이 인구의 규모가 크게 증가했습니다(그림 15). 다른 개체군의 뱀은 표류로 인해 해당 개체군에서 손실되었던 무해한 대립 유전자를 다시 도입했으며, 이 유전자는 신속하게 자손의 생존을 최적화했습니다.
2020년 1월 26일 01:38:10
적응은 때때로 표류 대 선택의 결과입니다. 대부분의 염색체 재배열(지식 카드 1 참조)은 덜 우세합니다. 이형접합 상태는 두 동형접합 상태보다 적합도가 낮습니다. 적응형 지형/적응 지형에 대해 5장에서 말한 내용을 상기해 보세요. 이형접합이 불리한 적합성 지형은 계곡입니다. 새로운 재조합 유형이 돌연변이를 일으킬 때 이 돌연변이의 빈도는 일반적으로 매우 낮으며 일반적으로 선택에 의해 제거됩니다. 그러나 드리프트 효과가 더 강한 경우 이 새로운 재조합 표현형은 우연히 빈도를 증가시키고 적합도 최저점의 가장 낮은 지점을 넘을 수 있습니다(그림 16).
이 가장 낮은 지점을 넘은 후 선택 효과는 새로운 돌연변이를 선호하기 시작하고 결국 새로운 돌연변이가 다른 쪽의 적응 피크가 될 때까지 기다리도록 밀어 넣습니다. 개체군이 표류를 통해 적응 최저점을 넘어가는 상황을 정점 이동이라고 합니다. 잘 알려진 현대 진화생물학자인 시월 라이트(Sewall Wright)는 피크 이동이 적응 생성에 있어서 중요한 과정이라고 믿습니다. 그러나 이 아이디어는 이제 대부분의 현대 생물학자들에 의해 포기되었습니다.
표류로 인해 개체군이 적응형 최저점을 통과할 가능성은 최저점의 깊이와 밀접한 관련이 있습니다. 최저점의 깊이는 이형접합체가 선택되는 강도를 반영하기 때문입니다. 이형접합성 체력이 단 1%만 감소해도 매우 작은 인구 집단을 제외하고는 계곡 횡단 이동이 헛된 꿈이 될 것입니다. 이에 대한 예는 염색체 재배열과 같이 대부분 이형접합성 단점인 특성이 수명이 긴 식물보다 "잡초 식물(지식 카드 2)"에서 더 자주 나타난다는 것입니다. 가능한 설명은 이러한 잡초가 빈번한 "이주-식민지화-확장-죽음" 생활사 전략을 채택하고, 개체군 유전적 병목 현상이 더 빈번하고, 종종 자가수정을 하여 매우 작은 유효 개체군 크기로 이어진다는 것입니다.
2020년 1월 26일 18:00:47 (오늘의 내용은 매우 어렵습니다. 그리고 추가해야 할 내용이 많습니다. 그래서 간단히 업데이트하겠습니다. 이번에는 지식을 만들어 보았습니다. 아마 앞으로도 이런 컨텐츠가 많이 나올 것 같아요 (이번엔 레이아웃이 좀 못생긴 것 같아요)
2020년 1월 27일 23:10:21 (지식만 만들었습니다.) 카드 너무 귀찮아 ㅠㅠ 많이 읽어야지 정보 잘 적어야지 _(:з ∠)_?
유익한 돌연변이가 처음 발견되면 보통 외로운 싱글남이거든요 [여기서는 의인화된 용어를 사용합니다.] 남성 설명, 성별 고정관념을 의미하지 않음] 이 단일 새로운 돌연변이를 보유한 개인은 (1) DINK일 수 있으며 새끼를 낳는 데 관심이 없습니다(짙은 안개). 이 돌연변이가 있는 생식세포는 실수로 유산됩니다. 비록 유익한 돌연변이가 인구 집단에 퍼질 확률이 더 높더라도, 이들의 초기 운명은 종종 인구 유전으로 인해 죽는 것입니다. 이 연구의 놀랍고도 분명한 결론은, 돌연변이 잡종의 적합성을 가정할 때, 선택에 의해 새로운 희망이 아무리 유망하더라도, 집단 내 단일 유전자의 새로운 돌연변이는 거의 항상 표류에 의해 싹에서 제거된다는 것입니다. 정도의 이점은 s[새로운 돌연변이는 일반적으로 한 번 나타나기 때문에 새로운 돌연변이를 보유한 개체는 일반적으로 이형접합자이기 때문입니다], 드리프트 효과를 거의 무시할 수 있을 정도로 큰 인구 집단에서 이 유전자가 고정될 확률은 단 2초입니다. [이게 어떻게 된 건지 이해가 안 가네요. 참 신비롭네요.] 체력을 1% 늘릴 수 있는 돌연변이는 좋은 유전자인데, 그래도 확률은 몇 세대 안에 사라지고 맙니다. 때로는 강인하고 유리한 돌연변이가 반복적으로 나타나 전체 인구를 장악하기 전에 지속적으로 돌연변이가 발생하지만 대부분의 돌연변이는 역사를 통틀어 그다지 좋지 않습니다. 따라서 표류로 인해 발생하는 새로운 돌연변이의 제거 효과는 변화하는 환경에 따라 속도 제한이 추가된다는 점을 설명합니다. 멸종위기종이 왜 그렇게 멸종위기에 처해 있는지. 개체수가 적어 표류에 큰 영향을 받고, 새로운 돌연변이가 거의 축적되지 않아 멸종되기 쉽다.]
1월 31일 , 2020 23:14:22? 위 단락은 지형에 대한 적응성에 대해 가장 중요한 부분을 언급하지 않았기 때문에 여전히 이해하기 어려울 수 있습니다.