
We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Чӣ тавр раванди интихоби табиӣ аз оптимаи маҳаллӣ ба оптималии глобалӣ дар манзараи фитнес ҳангоми эволютсия мегузарад?
Аз профили шумо, ман мебинам, ки шумо дар илми информатика каме дониш доред, аз ин рӯ ман кӯшиш мекунам баъзе истилоҳҳоро аз соҳаи омӯзиши мошинсозӣ истифода барам!
Интихоби табиӣ
Интихоби табиӣ (NS) метавонад танҳо популятсияро ба оптималии маҳаллӣ расонад. Ба ибораи дигар, NS ба як алгоритми чашмгурусна монанд аст. Мутацияҳо ва дрейфти генетикӣ мисли алгоритми хасисона рафтор намекунанд.
Мушкилоти генетикӣ
Дрейфти генетикӣ метавонад имкон диҳад, ки ба самти дигар биравад, ба ҷуз эвристикаи NS, ки имкон медиҳад, ки дар ниҳоят ба аттрактори дигар бирасанд. Ин консепсия назарияи тағирёбии мувозинат номида мешавад.
Мутацияҳо
Мутацияҳо метавонанд ҳама гуна ҷаҳишҳоро иҷозат диҳанд! Мутацияҳо, ки боиси ҷаҳиши калон мешаванд, умуман мутатсияҳои эффектҳои калон номида мешаванд (барои маълумоти бештар ба ин бахши мақолаи Википедиа нигаред).
Манзараи фитнес бо мурури замон тағйир меёбад
Инчунин қайд кунед, ки манзараи фитнес бо мурури замон устувор нест. Манзараи фитнес аз муҳити зисти шахс вобаста аст. Аз ин рӯ, тахмин кардан соддалавҳона хоҳад буд, ки як аҳолии мушаххас дар гузашта бояд водии мушаххаси фитнесро тай кунанд, зеро он водӣ имрӯз вуҷуд дорад.
Таҷдиди ҷинсӣ ва рекомбинатсия
Аналогияи манзараи фитнес генотип - муносибати фитнесро тасвир мекунад (баъзе манзараи фитнес фенотип - муносибати фитнесро тасвир мекунад, аммо ман онҳоро дар ин ҷо сарфи назар мекунам) барои як фард. Метавонед ҳамаи афроди аҳолиро дар болои ин манзара ҷойгир кунед ва шояд эҳсосе дошта бошед, ки мавқеъи аҳолӣ дар ландшафт дар куҷост. Бо вуҷуди ин, ин метавонад гумроҳкунанда бошад.
Манзараи фитнес хеле гуногунҷанба аст (як андоза барои ҳар як кислотаи аминокислотаҳо ва миллиардҳо онҳо вуҷуд доранд) ва аз ин рӯ, тавассути таҷдиди ҷинсӣ ва рекомбинатсия, имконпазир аст, ки насл худро дар як аттрактори комилан дигар нисбат ба дигарон пайдо кунад. Ҳамин тариқ, дар ҳузури таҷдиди ҷинсӣ ва рекомбинатсия, NS танҳо метавонад аз як аттрактор ба дигараш ҷаҳиш кунад (ниг. Бергман ва Фелдман 1992). Ин таъсир дар ҳузури эпистаз боз ҳам назаррастар аст.
Интихоби табиӣ дар авҷ
Э бола одамонро интихоб намекунад. Мо нафаҳмидем, ки вируси Эбола чиро ҳамчун мизбони табиии худ интихоб мекунад, аммо он бешубҳа одамон нест. Ҳар дафъае, ки Эбола ба як мизбони инсонӣ дучор мешавад, ки ин як хатои марговар мегардад. Вақте ки ман марговар мегӯям, ман вирусро дар назар дорам. Дар ниҳоят, Эбола одатан дар нигоҳ доштани сироят ё интиқол аз инсон ба инсон чандон муассир нест ва дар ниҳоят ин занҷири интиқол ба як бунбаст табдил меёбад. Ҳар як хуруҷи Эбола, ҳатто эпидемияи Африқои Ғарбӣ дар солҳои 2014-2015 хотима ёфт.
Вақте ки патоген аз мизбони табиии худ ба мизбони тасодуфӣ мегузарад, онро паҳншавӣ меноманд, ки эҳтимолан аз он ки мо дарк мекунем, бештар рӯй медиҳад. Ҳар як хуруҷи Эбола ба ин тарз оғоз ёфт - вируси Эбола аз мизбони табиии худ ғарқ шуда, мустақиман ё дар ниҳоят ба одам мегузарад. Тибқи таҳқиқоте, ки дар Габон, Серра-Леоне ва Либерия анҷом дода шудаанд, шумораи зиёди одамон ба вируси Эбола бидуни сар задани беморӣ дучор шудаанд. Эҳтимол, инҳо ҳодисаҳои ҷудошудаи паҳншавӣ бо интиқоли маҳдуди дуюмдараҷа мебошанд.
Ҳолатҳое, ки паҳншавии Эбола ба одамон мусоидат мекунанд, ҳатман ҳамон ҳолатҳое нестанд, ки эпидемияҳои миқёсро ба вуҷуд меоранд ва фаҳмидани ин фарқият муҳим аст. Интихоби табиӣ равандест, ки тавассути он муҳити зист дикта мекунад, ки чй нашъунамо меёбад. Одатан, аҳолии инсонӣ барои вируси Эбола муҳити меҳмоннавоз нестанд. Аммо вақте ки мо системаҳои носолими тандурустӣ дорем, мо як ҳодисаи сарнагуншударо ба хуруҷи калон табдил медиҳем-мо Эболаро интихоб кунед. Тасодуфан нест, ки бузургтарин хуруҷи Эбола дар кишварҳое ба вуқӯъ пайваст, ки ҳукуматҳои заиф аз нооромиҳои бераҳмонаи шаҳрвандӣ барқарор шудаанд, системаҳои бади маориф ва инфрасохтори нокифояи соҳаи тандурустӣ. Вируси Эбола дар муҳитҳое, ки гепатити В беназорат аст ва вабо мунтазам паҳн мешавад, кӯмак мекунад. Ин муҳитҳоест, ки системаҳои тандурустӣ аз аҳолии босуръат афзояндаи шаҳрҳо ақиб мондаанд, дар он ҷо шабакаҳои роҳҳо захираҳои табииро аз манотиқи дурдаст интиқол медиҳанд, аммо лавозимоти тиббӣ роҳ ёфта наметавонанд ва ба ҳар нафаре, ки табларза доранд, мегӯянд, ки онҳо «вараҷа/ домана» доранд, зеро онҳо ҳеҷ гуна лабораторияи дигар ба онҳо чизе нагӯяд. Маҳз ҳамин муҳитҳои инсонӣ Эболаро интихоб мекунанд.
Эбола инчунин дар муҳити ғамхорӣ ва ғамхорӣ инкишоф меёбад - дар он ҷо одамон беморонро аз муҳаббат ё вазифа ё ҳарду ҳамширагӣ мекунанд. Пас аз нест кардани тамоми оилаҳо, пас аз он ки Эбола дар кӯча ба як хона ҳамла мекунад ва сипас ба хонаи дигар, одамон оқибат мефаҳманд, ки чӣ гуна паҳншавиро пешгирӣ кунанд. Онҳо дар ниҳоят мефаҳманд, ки онҳо наметавонанд ба онҳое, ки дӯст медоранд, ғамхорӣ кунанд. Ва дар ин ҷо бузургтарин фоҷиаи Эбола аст.
Дар бораи он, ки хуруҷи Эбола чиро коҳиш медиҳад ва дар ниҳоят хотима медиҳад, тахминҳои зиёде мавҷуданд. Ҳангоме ки паҳншавӣ ба эпидемия ба доғи парвандаҳо мубаддал мешавад, қарз ба вокуниши техникии байналмилалии лабораторияҳо ва шӯъбаҳои табобат, гурӯҳҳои ботаҷриба ва назоратчиёни маҳаллӣ ва ҳатто шумораи афзояндаи наҷотёфтагон, ки дубора сироят намешаванд, дода мешавад. Он чизе, ки аксар вақт дар муҳокима нопадид мешавад, ин аст, ки ҷомеаҳо ба ин таҳдиди нав чӣ гуна мутобиқ шуданд. Чӣ гуна онҳо муҳити худро тавассути истифодаи таҷҳизоти муҳофизати импровизатсияшуда ва карантини худидоракунии маҳаллӣ ё маҳаллӣ тағир доданд. Ҳамаи мо метавонем аз ин устуворӣ ва тавоноӣ дарс гирем. Маҳз ҳамин мутобиқшавӣ ва хотираи маҳаллӣ, ки мо ба он вобаста хоҳем буд, агар мо ҳамчун ҷомеаи ҷаҳонӣ системаҳои нокомии тандурустиро, ки ба Эбола мусоидат мекунанд, бунёд накунем.
Лина Мосес экологи бемориҳо дар Донишгоҳи Тулан аст.
Ду доруи қанд бигиред ва саҳар ба ман занг занед
Уолтер А.Браун онро равшан тасаввур мекунад. Рӯзе мерасад, ки зан метавонад ба утоқи кораш шикоят кунад, ки аз ҳамлаҳои воҳима ва депрессия шикоят мекунад ва ӯ як шиша хунро гирифта, барои таҳлили генетикӣ мефиристад. МАЪЛУМОТИ БЕШТАР
Чӣ тавр раванди интихоби табиӣ аз оптимаҳои маҳаллӣ дур мешавад? - Биология
Шумо аз пойгоҳи додаҳои мо тарҷумаи мошинии мундариҷаи интихобшударо дархост кардаед. Ин функсия танҳо барои роҳати шумо пешбинӣ шудааст ва ба ҳеҷ ваҷҳ иваз кардани тарҷумаи инсонӣ нест. На BioOne, на соҳибон ва ноширони мундариҷа ҳеҷ гуна изҳорот ё кафолати ҳама гуна шакл, аз ҷумла бидуни маҳдудият, изҳорот ва кафолатҳоро дар бораи функсияҳои тарҷума ё дурустӣ ё пуррагии мундариҷа пешниҳод намекунанд ва ба таври возеҳ рад намекунанд. тарҷумаҳо.
Тарҷумаҳо дар системаи мо нигоҳ дошта намешаванд. Истифодаи шумо аз ин хусусият ва тарҷумаҳо ба ҳама маҳдудиятҳои истифода, ки дар Шартҳо ва шартҳои истифодаи вебсайти BioOne мавҷуд аст, тобеъ аст.
Эҳтимол аст, ки фирори босуръати эволюционии аҳолии сершумор аз қуллаҳои фитнесси маҳаллӣ дар табиат вуҷуд дорад
Даниел M. Weinreich, 1,2 Лин Чао 3,4
1 Кафедраи биологияи организмӣ ва эволютсионии Донишгоҳи Ҳарвард, хиёбони Дивинити 16, Кембриҷ, Массачусетс 02138
2 [email protected]
3 Шӯъбаи биология, Донишгоҳи Калифорния дар Сан Диего, 9500 Gilman Drive, Ла Жолла, Калифорния 92093
4 [email protected]
Ҳангоми дастрас PDF ва HTML -ро дар бар мегирад
Ин мақола танҳо барои дастрас аст обуначиён.
Он барои фурӯши инфиродӣ дастрас нест.
Таъсири мутақобилаи фитнесси байни локусҳо дар геном ё эпистаз метавонад боиси мутацияҳо гардад, ки ба таври инфиродӣ зарароваранд, аммо якҷоя фоидаоваранд. Чунин эпистаз боиси қуллаҳои сершумор дар манзараи фитнес генотипӣ мегардад. Проблемаи гурехтани эволюционй аз чунин қуллаҳои маҳаллӣ ҳадди аққал 75 сол боз як проблемаи марказии генетикаи эволютсионӣ буд. Таваҷҷуҳи зиёд ба моделҳои популятсияҳои хурд равона карда шудааст, ки дар онҳо пайвастагии генотипҳои водӣ, ки мутатсияҳои инфиродӣ зарароваранд, аз ҳисоби дрейфҳои генетикӣ зудтар амал мекунанд. Бо вуҷуди ин, генотипҳои водӣ инчунин метавонанд ҳангоми ҷудошавӣ ба мутатсия дучор шаванд, ки ин боиси пайдоиши генотипи фитнесси баланд, ки мутацияҳои муштараки судманд доранд, ба вуҷуд оянд. Дар сурати набудани рекомбинатсияи генетикӣ, ин мутатсияҳо метавонанд дар як вақт ислоҳ шаванд. Вақти ин раванд бо афзоиши шумораи аҳолӣ якбора коҳиш меёбад ва дар ниҳоят ба рафтори эволютсионӣ ҳукмронӣ мекунад. Дар ин ҷо мо ифодаи таҳлилии барои Нтанқид, шумораи муҳими аҳолӣ, ки сарҳади байни ин режимҳоро муайян мекунад, ки нишон медиҳад, ки ҳарду эҳтимолан дар табиат амал мекунанд. Рекомбинатсияи зуд-зуд метавонад генотипҳои фирории баландро, ки дар популятсияҳои аз он калонтар тавлидшуда тавлид мешаванд, халалдор кунад Нмунаққид пеш аз он ки онҳо ба фиксӣ расиданд, режими сеюмро муайян мекунанд, ки суръати он бо афзоиши шумораи аҳолӣ боз суст мешавад. Мо як ифодаи наверо барои ин суръати рекомбинатсионӣ таҳия мекунем, ки нишон медиҳад, ки дар популятсияҳои калон собитшавии яквақтаи мутатсияҳое, ки танҳо якҷоя фоидаоваранд, агар рекомбинатсияи генетикӣ вайрон нашавад, агар масофаи харитаи онҳо ба андозаи як генҳои ягона бошад. Ҳамин тариқ, бар хилофи интуитивӣ, танҳо интихоби оммавӣ ҳалли биологии воқеии мушкилоти эволютсионӣ аз қуллаҳои фитнесси маҳаллӣ дар популятсияҳои табииро пешниҳод мекунад.
Даниел М. Вайнрайх ва Лин Чао "ФУРОР КАРДАНИ БУРДҲОИ ЭВОЛЮТСИОНИИ АҲОЛИИ АЗ ҚУЛЛАҲОИ ФИТНЕСИ МАҲАЛЛӢ Эҳтимол аст, ки дар табиат аст", Evolution 59(6), 1175-1182, (1 июни 2005). https://doi.org/10.1554/04-392
Гирифта шуд: 24 июни 2004 Қабул карда шуд: 10 марти 2005 Нашр шудааст: 1 июни 2005
Ин мақола танҳо барои дастрас аст обуначиён.
Он барои фурӯши инфиродӣ дастрас нест.
ИНТИХОБИ ТАБИИ БАРОИ ФЕНОТИПХОИ МУХИТИ ИНДУЦИОНИИ МУХИТИ ДАР TADPOLES
Моделҳо нишон медиҳанд, ки пластикии фенотипӣ дар ҳолатҳое нигоҳ дошта мешавад, ки фенотипи оптималӣ дар тӯли вақт ё фазо фарқ кунад, то интихоб дар самтҳои гуногун дар муҳитҳои гуногун амал кунад. Баъзе корҳои таҷрибавӣ заминаи умумии ин пешгӯиро дастгирӣ мекунанд, зеро фенотипҳое, ки дар муҳити мушаххас ба вуҷуд омадаанд, баъзан дар муқоиса бо дигар фенотипҳо ҳангоми санҷиш дар ин муҳит беҳтар кор мекунанд. Мо ин натиҷаҳоро тавассути арзёбии ҳадафҳои интихоб дар Pseudacris triseriata мӯрчаҳо дар муҳитҳои бе даррандаҳо ва кирмҳо Анакс аждаҳо. Гулчаҳо ҳангоми дар ҳузур ва набудани аждаҳои ғайриоддӣ дар тӯли 32 рӯз дар зарфҳои чорво парвариш карда мешаванд, пластикии назарраси рафторӣ ва морфологиро нишон доданд. Мо интихобро дар сурати набудани даррандаҳои озод тавассути регрессияи афзоиш ва зинда мондан дар зарфҳо бар зидди фаъолият ва якчанд чораҳои шакли дум ва бадан чен кардем. Мо интихобро дар ҳузури даррандаҳо тавассути фош кардани гурӯҳҳои аз 10 гурбачаҳо чен кардем Анакс дар озмоишҳои шабонарӯзии дарранда ва регрессияи фенотипи миёнаи наҷотёфтагон дар муқоиса бо шумораи тирчаҳои кушташуда. Интихоб дар ду муҳит дар самти дум ва шакли бадан дар самтҳои муқобил амал мекард, гарчанде ки ҷузъҳои фитнеси зарардида гуногун буданд. Дар хузури Анакс, ҷӯякҳо бо бадани набуда ва танг, канори думи чуқур ва мушакҳои васеи думи беҳтарин зинда монданд. Дар сурати мавҷуд набудани даррандаҳои озод, қубурҳо бо мушакҳои танги дум ба таври назаррас тезтар месабзанд ва онҳое, ки қаноти дум ва бадани чуқур доранд, то андозае тезтар меафзоянд. Фаъолият ба зинда мондан ё афзоиш дар ҳарду муҳит алоқаманд набуд. Пластикии рушд дар шакли дум интихоби зич параллел буд, зеро умқи қаноти дум пас аз таъсири дарозмуддат зиёд шуд. Анакс ва паҳнои мушакҳои дум тамоюли зиёд шуд. Баръакси ин, сарфи назар аз интихоби қавӣ барои кам кардани умқи бадан пластикӣ дар шакли бадан вуҷуд надошт. Ҳамин тариқ, ҳангоми рӯ ба рӯ шудан бо даррандаи аждаҳо, P. triseriata Тадполҳо шакли думи худро (вале на шакли бадан) тақрибан ба самти интихоби муқарраркардаи онҳо танзим карданд Анакс. Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки пластикии фенотипӣ дар баъзе аломатҳои морфологӣ, ба монанди умқи дум ва паҳнои мушакҳои дум, дар зери интихоби фосилавӣ аз ҷониби аждаҳо инкишоф ёфтааст. Хусусиятҳои дигаре, ки аз ҷониби аждаҳо интихоб мешаванд, ба монанди морфологияи бадан, аз ҷиҳати рушд сахт ба назар мерасанд, ки эҳтимолан аз ҷиҳати таърихан қавӣ будани интихоби муқобил дар табиат ё маҳдудиятҳои дигар.
Дрейфти генетикии бетараф: тафтишот бо истифода аз барномасозии генетикии декартӣ
Дрейфти генетикии бетараф як механизми эволютсионист, ки метавонад ба фирор аз оптимаҳои маҳаллӣ сахт кӯмак кунад. Ин дрейфти генетикии бетарафро ба моликияти рӯзафзуни усулҳои ҳисоббарории эволютсионалӣ табдил медиҳад, зеро ба барномаҳои душвортар наздик мешаванд. Барномасозии генетикии декартӣ (CGP) як усули барномасозии генетикӣ мебошад, ки дорои изофаҳои ошкор ва инчунин бештар маъмули генетикӣ мебошад. Азбаски зиёдатии генетикии возеҳ ба осонӣ муайян ва идора карда мешавад, он як воситаи муфид барои таҳқиқи дрейфҳои генетикии бетараф мебошад. Саҳми ин мақола чунин аст. Аввалан, дар мақола арзёбии назарраси нақш ва манфиатҳои дрейфи генетикии бетараф дар CGP оварда шудааст. Дар ин ҷо нишон дода шудааст, ки манфиатҳои изофаи генетикӣ мебошанд илова ба манфиатҳои зиёдатии генетикӣ. Ин хеле муҳим аст, зеро он нишон медиҳад, ки сатҳҳои ихтисоршавии номуайянии генетикӣ, ки дар дигар усулҳои эволютсионии эволютсионӣ мавҷуданд, метавонанд барои пурра истифода бурдани дрейфи генетикии бетараф нокифоя бошанд. Он инчунин нишон дода шудааст, ки муайян кардан ва коркарди зиёдатии генетикии ошкор нисбат ба зиёдатии генетикӣ хеле осонтар аст. Ин хеле муҳим аст, зеро он таҳқиқотро дар ин ҷо имконпазир мегардонад ва ба имкониятҳои нав барои истифодаи самараноки дрейфи генетикии бетараф оварда мерасонад. Ин на танҳо барои CGP, балки бисёр усулҳои дигари ҳисоббарории эволютсионалӣ, ки изофаи генетикиро дар бар мегиранд. Ниҳоят, инчунин нишон дода шудааст, ки дрейфти генетикии бетараф манфиатҳои иловагӣ дорад, ба ғайр аз кӯмак ба фирор аз оптимаи маҳаллӣ.
Ин пешнамоиши мундариҷаи обуна, дастрасӣ тавассути муассисаи шумост.
Муҳокима
Омӯзиши мутобиқшавии маҳаллӣ дар соҳаи биологияи эволютсионӣ таърихи тӯлонӣ дорад [60-65], ки дар тӯли солҳо ба кашфи хислатҳои бешумори мутобиқшавӣ ва маҳалҳо оварда шудааст [66-73]. Бо вуҷуди ин, кӯшишҳои камтар барои фаҳмидани маҳдудиятҳои марбут ба мутобиқшавии маҳаллӣ ё меъмории генетикӣ, ки хислатҳои мутобиқшавӣ доранд [13,53,74-77]. Дар ин ҷо, мо генҳоеро муайян кардем, ки эҳтимолан ба мутобиқшавии маҳаллӣ саҳм мегузоранд, тавассути дарёфти маҳалҳо, ки ассотсиатсияҳои қавӣ бо тағирёбандаҳои муҳити зист (LFMM) ва локусҳо қавитар аз сохтори пешбинишуда дар байни популятсияҳо нишон медиҳанд (PCAdapt). Ин ду усул равишҳои гуногунро барои ҳалли мушкилоте истифода мебаранд, ки сохтори популятсия метавонад ҳангоми муайян кардани бартариятҳои интихоб дошта бошад. LFMM махсусан вариантҳоеро, ки бо фарқиятҳои муҳити зист алоқаманданд, ҷустуҷӯ мекунад ва мекӯшад, ки оқибатҳои печидаи сохтори популятсияро назорат кунад, дар ҳоле ки PCAdapt бо роҳи ҷустуҷӯи вариантҳое, ки тафовути махсусан қавӣ дар байни аҳолӣ доранд, муносибати соддалавҳонаи экологиро мегирад. Нишондиҳандаҳои аз ҷониби ҳарду таҳлил муайяншуда якчанд аломатҳои интихобро доштанд, аз ҷумла фарқияти баланд байни популятсияҳои шимолӣ ва ҷанубӣ ва басомадҳои каҷшудаи сайтҳои полиморфӣ. Ҷустуҷӯи намунаҳои шабеҳ аз ҳарду таҳлил нишон медиҳад, ки сохтори популятсия омили асосии бозёфтҳои мо нест, балки аллелҳои гуногун барои қисматҳои гуногуни А. artemisiifolia дар натиҷаи мутобиқшавии маҳаллӣ.
Муайян кардани маҳалҳое, ки ба мутобиқшавии маҳаллӣ мусоидат мекунанд, худ аз худ ба маҳдудиятҳои генетикӣ ё меъмории генетикии мутобиқшавии маҳаллӣ равшанӣ намедиҳад. Харитаи QTL-и дупадарӣ якчанд ҳолатҳоеро ошкор кардааст, ки локусҳо, ки фенотипҳои гуногунро ба як макони хромосомӣ назорат мекунанд, нишон медиҳанд, ки таъсири плейотропӣ дар байни генҳое, ки барои мутобиқшавии маҳаллӣ масъуланд [10,12,14-16]. Бо вуҷуди ин, чунин хулосаҳо бо фосилаҳои бузурги эътимоди QTLҳо душвор буда, фарқ кардани плейотропияро аз локусҳои алоқаманд душвор мегардонад [17]. Масалан, он чизе, ки аввал дар QTL плейотропии таъсирбахш ба назар мерасид Петуния, як қатор локусҳои хурди эффектӣ буда, ҳамон як минтақаи хромосомаро ишғол кардаанд [78].
Дар таҳлилҳои худ, мо аз он истифода кардем, ки маълумоти транскриптомӣ, бар хилофи маълумоти геномӣ, истифодаи полиморфизмҳои генетикиро барои ҷустуҷӯи далелҳои мутобиқшавӣ ва истифодаи полиморфизмҳои экспрессиявӣ барои фаҳмидани он, ки генҳо ба ифодаи генҳои дигар чӣ гуна таъсир мерасонанд. Гарчанде ки истифодаи як намунаҳо барои хулосабарории ҳам вариантҳои генетикӣ ва ҳам экспрессия метавонад ба таври эҳтимолӣ таҳлилҳои поёнобро таҳрик диҳад, мо тасдиқ кардем, ки филтркунии мо ҳама гуна робитаи систематикиро байни ду маҷмӯи додаҳо самаранок нест кард. Ғайр аз он, далели он, ки ченакҳои мутобиқшавӣ ва пайвастшавӣ аз тағирёбии зичии SNP дар як ген ҷудо карда шудаанд ва натиҷаҳои хониш ба ҳардуи онҳо харита шудаанд. А. artemisiifolia транскриптомияи нав ва Х. солона геномҳои истинод хеле монанд буданд, нишон медиҳанд, ки натиҷаҳои мо бо хатогиҳои харитасозӣ ғаразнок нестанд. Мо дарёфтем, ки локусҳое, ки имзои возеҳи мутобиқсозии маҳаллиро нишон медиҳанд, инчунин имзои плеотропияро доштанд-ин номзадҳои мутобиқшавии маҳаллӣ назар ба оне, ки eQTL буданд ва эҳтимоли бештар аз ишғоли мавқеъҳои марказӣ дар шабакаи ифодаи муштарак буданд. Гарчанде ки мо барои номзадҳои муайяншудаи мутобиқсозии маҳаллӣ тасдиқи функсионалӣ надорем, ғанисозии онҳо дар байни eQTLҳо ва мавқеи марказии онҳо дар шабакаи муштарак нишон медиҳанд, ки онҳо потенсиали таъсиррасониро ба ифодаи генҳои сершумори дигар доранд. Ҳамин тавр, онҳо эҳтимолан нисбат ба генҳо дар канори чунин шабакаҳо плейотропӣ доранд [30-32]. Ин ба мавқеи генҳо дар роҳҳои биохимиявӣ шабеҳ аст, ки дар он генҳои ба ҳам пайвастшудаи болооб бештар плеотропӣ мебошанд, зеро мутатсияҳо дар ин генҳо метавонанд ба ҳама фенотипҳои поёноб таъсир расонанд [20,23,25,26,28,79].
Назарияе, ки аз модели геометрии Фишер бармеояд, пешгӯӣ мекунад, ки фишори интихобӣ бо локусҳои таъсирбахш аз он вобаста аст, ки фенотипҳо аз оптималии интихобии онҳо то чӣ андоза дуранд. Вақте ки популятсия ба муҳити худ хуб мутобиқ мешавад, яъне дар охири “гашти мутобиқшавӣ” [6], локусҳои таъсири хурд афзалиятан тавассути интихоби мусбат муқаррар карда мешаванд. Баръакс, вақте ки аҳолӣ муҳити навро мустамлика мекунад, локусҳои эффектҳои калон бартарии интихобӣ доранд [6]. Барои тасдиқи он, ки ин пешгӯиҳо барои плеиотропӣ мувофиқанд, мо моделҳои пешқадами генетикиро истифода бурдем, то робитаи байни шумораи фенотипҳои аз ҷониби локус назоратшаванда ва масофа аз оптималии фенотипиро тафтиш кунем. Симуляцияҳои мо, гарчанде ки миқёси маҳдуд доранд, нишон доданд, ки манфиатҳои фитнес плеиотропия метавонанд бо масофа аз оптималии интихобӣ мусбат алоқаманд бошанд. Муҳим он аст, ки популятсияҳое, ки мо омӯхтаем, аз минтақаҳое мебошанд, ки ба онҳо дохил мешаванд А. artemisiifolia ба наздикй васеъ гардид [37–39]. Эҳтимол меравад, ки аҳолии васеъшаванда муҳитҳои нави интихобиро аз сар гузаронидаанд ва гумон аст, ки онҳо дар оптимаҳои интихобӣ қарор дошта бошанд. Аз ин рӯ, аллелҳои таъсирбахши плеиотропӣ нисбат ба аллелҳои таъсири хурд ё миёна эҳтимолан бештар ба мутобиқшавӣ мусоидат мекарданд. Кори назариявии охирини Ван ва дигарон. [8] пешниҳод кардааст, ки аллелҳо бо сатҳҳои фосилавии плейотропия метавонанд потенсиали баландтарини мутобиқшавӣ дошта бошанд, зеро тавозуни байни таъсири мусбат (афзоиши андозаи таъсир) ва манфии (арзиши мураккабии) плеиотропия. Фрачон ва дигарон. [80] дастгирии таҷрибавии ин моделро пайдо карда, нишон дод, ки мутобиқшавӣ дар тӯли ҳашт сол тавассути локусҳои плейотропияи фосилавӣ дар Arabidopsis thaliana. Баръакс, мо як робитаи қариб хаттии байни пайвастшавӣ ва П-арзишҳо аз таҳлилҳои LFMM ва PCAdapt, ки нишон медиҳанд, ки маҳалҳои дорои сатҳи баландтарини плейотропия далелҳои бештари интихоби дифференсиалиро нишон медиҳанд. Гарчанде ки мо аз ҷониби Ванг ва дигарон дастгирии бевоситаи моделро наёфтем, натиҷаҳои мо бо он мухолиф нестанд. Баръакс, фарқияти байни бозёфтҳои мо ва бозёфтҳои Фрачон ва дигарон. метавонад аз он сабаб ба миён ояд, ки арзиши нисбии плейотропия бояд аз масофа аз оптимаи хислат вобаста бошад ва ба ин васила бартарии интихобӣ ба сатҳи баландтари плейотропия ҳангоми тавсеаи диапазони васеъ гузарад. Бо вуҷуди ин, мо қайд мекунем, ки номзадҳои мутобиқсозии маҳаллӣ, ки дар ин ҷо тафтиш карда шудаанд, тавассути сканҳои маълумотҳои геномии аҳолӣ муайян карда шудаанд ва аз ин рӯ интизор меравад, ки ба генҳои таъсири фенотипии калонтар ғаразнок бошанд [81]. Аз ин рӯ, натиҷаи мо аз дарёфти ғанисозии эффектҳои плейотропӣ дар байни номзадҳои мутобиқсозии маҳаллӣ метавонад ҳам тағироти ахирро дар муҳити интихобӣ, ки А. artemisiifolia ҳангоми васеъшавии диапазон таҷриба карда мешавад ва инчунин потенсиали локусҳои таъсирбахштар плейотропӣ мебошанд.
Дарёфти мо дар бораи номзадҳои мутобиқшавии маҳаллӣ, ки дар шабакаҳои ифодаёбанда пайвастагии баланд доранд, дар назари аввал бо он хулосае мухолифат мекунад, ки генҳои нисбатан пайвастшуда дар зери маҳдудияти селективии бештар таҳаввул меёбанд, яъне онҳо нисбат ба имзои интизории интихоби тозакунанда қавитаранд [30– 32]. Дар асл, мо инчунин як робитаи манфии байни пайвастагии шабакаҳои ифодакунандаи гуногунӣ ва гуногунии генетикиро дарёфт кардем, ки бо интихоби пурзӯртари поксозӣ дар генҳои нисбатан пайвастшуда мувофиқат мекунанд [82]. Бо вуҷуди ин, ин муносибатҳои умумии байни пайвастшавӣ ва интихоби тозакунанда далеле намедиҳанд, ки генҳои хеле пайвастшуда низ барои мутобиқшавӣ муҳим нестанд. Потенсиали генҳои бо ҳам пайвастшуда, ки барои мутобиқсозии охирин масъуланд, инчунин дар натиҷаҳои Дес Мараис ва дигарон дида мешаванд. [83], ки онро ёфт А. талиана генҳое, ки дар вокунишҳои хунук иштирок мекунанд, нисбат ба генҳои вокуниш ба хушксолӣ дар шабакаҳои экспрессионалӣ ба таври назаррас бештар пайваст буданд. Дар асл, Des Marais et al. Фарзия мекунанд, ки фишори хунук дар байни намунаҳои аз ҷиҳати ҷуғрофии васеъи онҳо камтар маъмул аст А. таляна популятсияҳо, ки асосан аз ҷониби популятсияҳо аз арзҳои баланд ва баландӣ аз сар мегузаронанд, ки ба градиентҳои шадиди интихобӣ нисбат ба онҳое, ки аз фишори хушксолӣ дучор шудаанд, оварда мерасонад. Натиҷаҳои мо нишон медиҳанд, ки фенотипҳои посухи хунук, ки аз ҷониби Дес Мараис ва дигарон омӯхта шудаанд. бо сабаби мустамликадории ба наздикӣ ё тағирёбии иқлим шояд аз оптимаҳои хоси онҳо дур буд ва аз ин рӯ ба локусҳои хеле плейотропӣ бартарии интихобӣ медиҳад. Баръакси ин, агар иқлим дар наздикии асосии тақсимоти намудҳо устувортар бошад, фенотипҳои вобаста ба хушксолӣ метавонанд ба арзишҳои оптималии онҳо наздиктар шаванд, ки боиси камтар интихоб шудани аллелҳои плейотропӣ мегардад.
Чӣ тавр раванди интихоби табиӣ аз оптимаҳои маҳаллӣ берун меравад? - Биология
Роҳи тӯлонӣ аз пайдоиши «ҳаёти» ибтидоӣ, ки ҳадди аққал 3,5 миллиард сол пеш вуҷуд дошт, ба фаровонӣ ва гуногунии ҳаёт, ки имрӯз вуҷуд дорад, мебарад. Ин роҳро беҳтарин маҳсули эволютсия фаҳмидан мумкин аст.
Бар хилофи афкори маъмул, на истилоҳ ва на идеяи эволютсияи биологӣ аз Чарлз Дарвин ва асари аввалини ӯ «Дар бораи пайдоиши намудҳо бо роҳи интихоби табиӣ» (1859) оғоз нашудааст. Бисёре аз олимони файласуфони Юнони қадим ба хулосае омаданд, ки намудҳои шабеҳ аз аҷдоди умумӣ пайдо шудаанд. Калимаи "эволютсия" бори аввал дар забони англисӣ дар соли 1647 дар робитаи ғайрибиологӣ пайдо шуд ва он дар забони англисӣ барои ҳама гуна прогрессияҳо аз ибтидои соддатар истифода шуд. Истилоҳи Дарвин, ки одатан барои истинод ба эволютсияи биологӣ истифода мешуд, "фаромад бо тағирот" буд, ки имрӯз таърифи хуби ин раванд боқӣ мемонад.
Шакли ҳаёт | Миллионҳо сол боз Аввалин намуди зоҳирии маълум (Тақрибан) | |
Микробҳо (ҳуҷайраҳои прокариотӣ) | 3,500 | |
Маҷмаи (ҳуҷайраҳои эукариотӣ) | 2,000 | |
Аввалин ҳайвоноти бисёрҳуҷайра | 670 | |
Ҳайвоноти ҷинсдор | 540 | |
Устухонҳо (моҳии оддӣ) | 490 | |
Амфибияҳо | 350 | |
Хазандагон | 310 | |
Ширхурон | 200 | |
Приматҳои ғайриинсонӣ | 60 | |
Аввалин маймунҳо | 25 | |
Аҷдодони австралопитекини одамон | 4 | |
Одамони муосир | 0 | .15 (150,000 сол) |
Дар байни моҳӣ ва амфибияҳо, байни амфибияҳо ва хазандагон, дар байни хазандагон ва ширхӯрон ва қад-қади хати приматҳо он қадар шаклҳои фосилавӣ кашф карда шудаанд, ки аксар вақт ҳангоми гузариш аз як намуди мушаххас ба таври қатъӣ муайян кардан душвор аст. Дарвоқеъ, қариб ҳама сангҳои сангшударо метавон ҳамчун фосилавӣ ҳисоб кард, ки онҳо шаклҳои ҳаёт мебошанд, ки дар байни шаклҳои пеш аз онҳо ва баъдтар пайдо мешаванд.
Ҳамин тариқ, сабтҳои сангшуда далелҳои пайдарпайи тағироти систематикӣ дар тӯли вақт-аз насл бо тағиротро таъмин мекунанд. Аз ин маҷмӯаи бузурги далелҳо метавон пешгӯӣ кард, ки дар таҳқиқоти палеонтологии оянда ҳеҷ гуна тағирот пайдо намешавад. Яъне, амфибияҳо на пеш аз моҳиён ва на ширхӯрон дар назди хазандагон пайдо намешаванд ва дар сабти геологӣ пеш аз ҳуҷайраҳои қадимтарини эукариотӣ ягон зиндагии мураккаб ба амал намеояд. Ин пешгӯиро далелҳое, ки то ҳол ҷамъ омадаанд, тасдиқ карданд: ҳеҷ гуна тағирот пайдо нашудааст.