Фундаментальная теорема Фишера о естественном отборе
Фундаментальная теорема Фишера о естественном отборе — это идея о генетической изменчивости. [1] [2] в популяционной генетике, разработанной статистиком и биологом-эволюционистом Рональдом Фишером . Правильный способ применения абстрактной математики теоремы к реальной биологии был предметом некоторых споров, однако это истинная теорема. [3]
В нем говорится:
- «Скорость увеличения приспособленности любого организма в любой момент времени равна его генетической вариации приспособленности в этот момент». [4]
Или в более современной терминологии:
- «Скорость увеличения средней приспособленности любого организма в любое время, приписываемая естественному отбору, действующему через изменения частот генов , в точности равна его генетической вариации приспособленности в этот момент». [5]
История
[ редактировать ]Теорема была впервые сформулирована в книге Фишера 1930 года «Генетическая теория естественного отбора» . [4] Фишер сравнил это с законом энтропии в физике , заявив, что «немало поучительно, что столь похожий закон занимает высшую позицию среди биологических наук». Модель квазисвязного равновесия была введена Мотоо Кимурой в 1965 году как приближение в случае слабого отбора и слабого эпистаза . [6] [7]
Во многом из-за вражды Фишера с американским генетиком Сьюэллом Райтом по поводу адаптивных ландшафтов , теорема была широко понята неправильно, как означающая, что средняя приспособленность популяции всегда будет увеличиваться, хотя модели показали, что это не так. [8] В 1972 году Джордж Р. Прайс показал , что теорема Фишера действительно верна (и что доказательство Фишера также было правильным, учитывая одну или две опечатки), но не нашел в ней большого значения. Сложность, на которую указал Прайс и которая затрудняла понимание, заключается в том, что теорема дает формулу для части изменения частоты генов, а не для всего изменения. Можно сказать, что это часть естественного отбора. [9]
Из-за мешающих факторов проверки фундаментальной теоремы довольно редки, хотя Болник в 2007 году проверил этот эффект на естественной популяции. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кроу, Дж. Ф. (2002). «За Фишера, аддитивную генетическую изменчивость и фундаментальную теорему естественного отбора». Перспектива. Эволюция . 56 (7): 1313–1316. doi : 10.1554/0014-3820(2002)056[1313:phstfa]2.0.co;2 . ПМИД 12206233 . S2CID 198157405 .
- ^ Лессард, Сабин (1997). «Возвращение к фундаментальной теореме Фишера о естественном отборе». Теоретическая популяционная биология . 52 (2): 119–136. дои : 10.1006/tpbi.1997.1324 . ПМИД 9356328 .
- ^ Плутинский, Аня (2006). «Какова была фундаментальная теорема Фишера о естественном отборе и для чего она была нужна?» . Исследования по истории и философии науки. Часть C: Исследования по истории и философии биологических и биомедицинских наук . 37 (1): 59–82. дои : 10.1016/j.shpsc.2005.12.004 .
- ^ Jump up to: а б Фишер, Р.А. (1930). Генетическая теория естественного отбора . Оксфорд, Великобритания: Clarendon Press.
- ^ Эдвардс, AWF (1994). «Основная теорема естественного отбора». Биологические обзоры . 69 (4): 443–474. дои : 10.1111/j.1469-185x.1994.tb01247.x . ПМИД 7999947 . S2CID 10052338 .
- ^ Кимура, Мотоо (1965). «Достижение равновесия квазисвязи при изменении частот генов в результате естественного отбора» . Генетика . 52 (5): 875–890. дои : 10.1093/генетика/52.5.875 . ПМЦ 1210959 . ПМИД 17248281 .
- ^ Сингх, Рама С.; Кримбас, Костас Б. (28 марта 2000 г.). Эволюционная генетика: от молекул к морфологии . Издательство Кембриджского университета. п. 267. ИСБН 978-0-521-57123-4 .
- ^ Провайн, Уильям Б. (май 2001 г.). Истоки теоретической популяционной генетики: с новым послесловием . Издательство Чикагского университета. стр. 140–166. ISBN 978-0-226-68464-2 .
- ^ Прайс, Греция (1972). «Фундаментальная теорема Фишера прояснилась». Анналы генетики человека . 36 (2): 129–140. дои : 10.1111/j.1469-1809.1972.tb00764.x . ПМИД 4656569 . S2CID 20757537 .
- ^ Болник, Д.И.; Носил, П. (2007). «Естественный отбор в популяциях, подверженных миграционной нагрузке». Эволюция . 61 (9): 2229–2243. дои : 10.1111/j.1558-5646.2007.00179.x . ПМИД 17767592 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Брукс, доктор медицинских наук; Уайли, Э.О. (1986). Эволюция как энтропия: на пути к единой теории биологии . Издательство Чикагского университета.
- Юэнс, WJ (1989). «Интерпретация и доказательство основной теоремы естественного отбора». Теор. Население. Биол . 36 (2): 167–180. дои : 10.1016/0040-5809(89)90028-2 . ПМИД 2814903 .
- Юэнс, У.Дж.; Лессард, С. (2015). «Об интерпретации и актуальности Фундаментальной теоремы естественного отбора». Теоретическая популяционная биология . 104 : 59–67. дои : 10.1016/j.tpb.2015.07.002 . ПМИД 26220589 .
- Фрэнк, Стив А. (1997). «Уравнение Прайса, фундаментальная теорема Фишера, родственный отбор и причинный анализ» . Эволюция . 51 (6): 1712–1729. дои : 10.1111/j.1558-5646.1997.tb05096.x . ПМИД 28565119 . S2CID 14820814 . Архивировано из оригинала 18 сентября 2004 года. «Только абстрактное» . сайт stevefrank.org .
- Фрэнк, Стив А. (1998). Фонд социальной эволюции . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN 0-691-05934-9 .
- Фрэнк, Стив А.; Слаткин, М. (1992). «Основная теорема Фишера о естественном отборе» . Тенденции экологии и эволюции . 7 (3): 92–95. дои : 10.1016/0169-5347(92)90248-А . ПМИД 21235964 . Архивировано из оригинала 13 сентября 2004 года. «только абстрактно» . сайт stevefrank.org .
- Графен, А. (2000). «Развитие уравнения цены и естественного отбора в условиях неопределенности» . Труды Лондонского королевского общества Б. 267 (1449): 1223–1227. дои : 10.1098/rspb.2000.1131 . ПМК 1690660 . ПМИД 10902688 .
- Графен, А (2002). «Первая формальная связь между уравнением Прайса и программой оптимизации». Журнал теоретической биологии . 217 (1): 75–91. Бибкод : 2002JThBi.217...75G . CiteSeerX 10.1.1.380.8681 . дои : 10.1006/jtbi.2002.3015 . ПМИД 12183132 .
- Графен, А. (2003). «Фишер, биолог-эволюционист». Журнал Королевского статистического общества, серия D. 52 (3): 319–329. CiteSeerX 10.1.1.332.7319 . дои : 10.1111/1467-9884.00362 .
- Кьельстрем, Г. (январь 1996 г.). «Эволюция как алгоритм статистической оптимизации». Эволюционная теория . 11 : 105–117.
- Майр, Эрнст (2001). Что такое эволюция . Нью-Йорк: Основные книги.
- Наглаки, Т. (1991). «Оценки погрешности основных и второстепенных теорем естественного отбора» . Труды Национальной академии наук . 88 (6): 2402–2406. Бибкод : 1991PNAS...88.2402N . дои : 10.1073/pnas.88.6.2402 . ПМК 51240 . ПМИД 2006177 .
- Смит, Дж. Мейнард (1998). Эволюционная генетика . Издательство Оксфордского университета.
- ван Веелен, Маттейс; Аллен, Бенджамин; Хоффман, Моше; Саймон, Бертон; Веллер, Карл (2017). «Правило Гамильтона». Журнал теоретической биологии . 414 : 176–230. Стартовый код : 2017JThBi.414..176V . дои : 10.1016/j.jtbi.2016.08.019 . ПМИД 27569292 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Основная теорема Фишера о естественном отборе» . Архивировано из оригинала 31 марта 2004 года.