변동선택

Fluctuating selection
A와 B는 시간이 지남에 따라 적응 값이 변동한다.

변동 선택이란 비교적 짧은 진화 시간에 걸쳐 주어진 표현형상에 대한 선택 방향이 변동하는 것이 특징인 자연 선택 방식이다. 예를 들어, 식물의 종류는 두 가지 종류가 있다: 하나는 더 습한 흙을 선호하고 다른 하나는 건조기 흙을 선호한다. 습윤기에는 습윤 품종이 더 적합하고 더 많은 자손을 생산하게 되며, 따라서 습윤식물의 빈도가 증가한다. 이 습기에 가뭄이 이어지면 건조 품종이 선정돼 그 수가 늘어난다. 건조하고 습한 기간이 변동함에 따라 건조 선호 식물과 습식 선호 식물의 선택도 변동한다. 변동하는 선택은 유전적 수준에서도 나타난다. 동일한 위치에서 발견된 A와 B의 두 개의 알레르기를 고려하십시오. 선택권이 시간 t에서는0 A, 시간1 t에서는 B, 그리고2 시간 t에서는 A를 다시 선호할 때 변동 선택 역학이 작용한다.

변동하는 선택은 몇 가지 수학적 모델에 의해 특징지어진다.[1][2][3] 어떤 상황에서, 변동하는 선택은 균형 잡힌 다형질로 이어질 수 있다.[4] 예를 들어 숙주와 기생충과 같은 두 종이 서로 선택권을 행사하면, 이는 선택 역학으로 이어질 수 있다.[5][6][7]

레드퀸 역학관계와 섹스의 유지

붉은 여왕 가설은 적대적 종(프레데이터와 먹이, 기생충과 숙주, 틈새가 겹치는 경쟁자) 사이의 공진화 '팔 경주'를 설명하면서, 그 안에서보다는 종과 개체 사이의 경쟁을 강조한다. 레드 퀸 역학 하에서, 종은 환경을 구성하거나 멸종에 직면하는 변화무쌍한 생물체의 선택 압력에 적응해야 한다. 실제와 시뮬레이션된 모집단을 대상으로 한 레드퀸 환경에서 실험한 결과, 두 배의 성비에도 불구하고 성재생의 유지에 대한 강력한 지지를 제공했다.[8][9]

변동하는 선택은 숙주-기생충적 공진화 관계, 특히 성의 유지에도 중요한 역할을 할 수 있다. 숙주와 기생충 사이의 공진화 군비 경쟁 역학관계가 최소한의 환경 속에서 변동하는 선택 역학관계에 자리를 내주는 것으로 나타났다.[6] 레드퀸 환경에서 변동하는 선택은 섹스의 지속성에 대한 설명으로 제시되었다.

우리 이론에서 성(性)의 본질은 현재 나쁘지만 재사용이 유망한 유전자를 저장해둔다는 것이다. 불이익의 초점이 다른 곳으로 옮겨붙을 때를 기다리며 지속적으로 이들을 조합해 시도한다. 이런 일이 일어났을 때, 그러한 유전자를 가진 유전자형은 성공적인 생식에 의해 확산되어, 다른 나쁜 유전자를 동시에 저장하게 되고, 따라서 연속적으로 계속된다.[8]

이러한 성에 대한 개념에서, 인구는 변동의 저장고이고 성은 일단 쓸모 있게 되면 오래된 소수 변종들을 분배하는 메커니즘이다. 이 이론은 변동하는 선택 역학들이 생태학적 변화로 인해 적응하기 전에 적응하지 못한 변형을 만들기 때문에 변동하는 선택에 달려 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Haldane, J. B. S.; Jayakar, S. D. (1963). "Polymorphism due to selection of varying direction". Journal of Genetics. 58 (2): 237–242. doi:10.1007/BF02986143. ISSN 0022-1333. S2CID 26313306.
  2. ^ Karlin, S.; Lieberman, Uri (1974). "Random temporal variation in selection intensities: Case of large population size". Theoretical Population Biology. 6 (3): 355–382. doi:10.1016/0040-5809(74)90016-1. ISSN 0040-5809. PMID 4460262.
  3. ^ Bell, G. (2010). "Fluctuating selection: the perpetual renewal of adaptation in variable environments". Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 365 (1537): 87–97. doi:10.1098/rstb.2009.0150. ISSN 0962-8436. PMC 2842698. PMID 20008388.
  4. ^ Bertram, Jason; Masel, Joanna (20 March 2019). "Different mechanisms drive the maintenance of polymorphism at loci subject to strong versus weak fluctuating selection". Evolution. 73 (5): 883–896. doi:10.1111/evo.13719. hdl:10150/632441. PMID 30883731. S2CID 83461372.
  5. ^ Hairson, N. G.; Dillon, T. A. (1990). "Fluctuating Selection and Response in a Population of Freshwater Copepods". Evolution. 44 (7): 1796–1805. doi:10.2307/2409508. ISSN 0014-3820. JSTOR 2409508. PMID 28567814.
  6. ^ a b Hall, A. R.; Scanlan, P. D.; Morgan, A. D.; Buckling, A. (2011). "Host-parasite coevolutionary arms races give way to fluctuating selection". Ecology Letters. 14 (7): 635–642. doi:10.1111/j.1461-0248.2011.01624.x. ISSN 1461-023X. PMID 21521436.
  7. ^ Sielpielski, A. M.; DiBattista, J. D.; Evans, J. A.; Carlson, S. M. (2011). "Differences in the temporal dynamics of phenotypic selection among fitness components in the wild". Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 278 (1711): 1572–1580. doi:10.1098/rspb.2010.1973. ISSN 0962-8452. PMC 3081754. PMID 21047862.
  8. ^ a b Hamilton, W. D.; Axelrod, R.; Tanese, R. (1990). "Sexual reproduction as an adaptation to resist parasites (a review)". Proceedings of the National Academy of Sciences. 87 (9): 3566–3573. Bibcode:1990PNAS...87.3566H. doi:10.1073/pnas.87.9.3566. ISSN 0027-8424. PMC 53943. PMID 2185476.
  9. ^ Morran, L. T.; Schmidt, O. G.; Gelarden, I. A.; Parrish, R. C.; Lively, C. M. (2011). "Running with the Red Queen: Host-Parasite Coevolution Selects for Biparental Sex". Science. 333 (6039): 216–218. Bibcode:2011Sci...333..216M. doi:10.1126/science.1206360. ISSN 0036-8075. PMC 3402160. PMID 21737739.