Колеблющийся отбор - это способ естественного отбора, характеризующийся колебанием направления отбора по данному фенотипу в течение относительно короткого периода эволюционного времени. Например, растение может быть двух видов: одно предпочитает более влажную почву, а другое - более сухую. В период влажных лет влажный сорт больше подойдет.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. Поскольку периоды засухи и влажности меняются, то же самое происходит и при отборе растений, предпочитающих сухие и влажные растения. Неустойчивый отбор также проявляется на генном уровне. Рассмотрим два аллеля , A и B, которые находятся в одном локусе . Колеблющаяся динамика выбора играет роль, когда отбор благоприятствует A в момент времени t 0 , B в момент времени t 1 и A снова в момент времени t 2 .
Неустойчивый отбор характеризовался несколькими математическими моделями . [1] [2] [3] При некоторых обстоятельствах колеблющийся выбор может привести к сбалансированному полиморфизму . [4] Когда два вида осуществляют отбор друг друга, например, хозяин и его паразит, это может привести к колебаниям динамики отбора. [5] [6] [7]
Красная королева динамика и поддержание секса
Гипотеза Красной Королевы описывает коэволюционные «гонки вооружений» между антагонистическими видами (хищники и жертвы, паразиты и хозяева, конкуренты с перекрывающимися нишами ), подчеркивая конкуренцию между видами и популяциями, а не внутри них. В соответствии с динамикой Красной Королевы вид должен адаптироваться к изменяющемуся давлению отбора постоянно меняющейся биоты, которая составляет его среду обитания, или ему грозит исчезновение. Эксперименты в окружающей среде Красной Королевы на реальных и смоделированных популяциях оказали сильную поддержку в поддержании полового размножения, несмотря на двукратную 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] Неустойчивый отбор в окружающей среде Красной Королевы был предложен как объяснение устойчивости пола:
Суть секса в нашей теории заключается 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, принадлежащих к меньшинству вариантов, 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
Рекомендации
- ^ Холдейн, JBS ; Джаякар, SD (1963). «Полиморфизм из-за выбора разного направления». Журнал генетики . 58 (2): 237–242. DOI : 10.1007 / BF02986143 . ISSN 0022-1333 . S2CID 26313306 .
- ^ Карлин, С .; Либерман, Ури (1974). «Случайные временные вариации в интенсивности отбора: случай большого размера популяции». Теоретическая популяционная биология . 6 (3): 355–382. DOI : 10.1016 / 0040-5809 (74) 90016-1 . ISSN 0040-5809 . PMID 4460262 .
- ^ Белл, Г. (2010). «Колеблющийся отбор: вечное обновление адаптации в изменчивой среде» . Философские труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки . 365 (1537): 87–97. DOI : 10.1098 / rstb.2009.0150 . ISSN 0962-8436 . PMC 2842698 . PMID 20008388 .
- ^ 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. DOI : 10.1111 / evo.13719 . ЛВП : 10150/632441 . PMID 30883731 . S2CID 83461372 .
- ^ Hairson, NG; Диллон, Т.А. (1990). «Неустойчивый отбор и реакция в популяции пресноводных веслоногих ракообразных». Эволюция . 44 (7): 1796–1805. DOI : 10.2307 / 2409508 . ISSN 0014-3820 . JSTOR 2409508 . PMID 28567814 .
- ^ а б Холл, АР; Scanlan, PD; Morgan, AD; Баклинг, А. (2011). «Коэволюционная гонка вооружений паразитов и хозяев уступает место неустойчивому отбору». Письма об экологии . 14 (7): 635–642. DOI : 10.1111 / j.1461-0248.2011.01624.x . ISSN 1461-023X . PMID 21521436 .
- ^ Sielpielski, AM; DiBattista, JD; Evans, JA; 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. DOI : 10.1098 / rspb.2010.1973 . ISSN 0962-8452 . PMC 3081754 . PMID 21047862 .
- ^ а б Гамильтон, WD ; 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 . DOI : 10,1073 / pnas.87.9.3566 . ISSN 0027-8424 . PMC 53943 . PMID 2185476 .
- ^ Морран, LT; Шмидт, О.Г .; Геларден, ИА; Пэрриш, RC; Лайвли, CM (2011). «Бег с Красной Королевой: Коэволюция паразита и хозяина выбирает для обоюдного родителя пол» . Наука . 333 (6039): 216–218. Bibcode : 2011Sci ... 333..216M . DOI : 10.1126 / science.1206360 . ISSN 0036-8075 . PMC 3402160 . PMID 21737739 .