Слабый выбор

Слабый отбор в эволюционной биологии – это когда особи с разными фенотипами обладают одинаковой приспособленностью , т.е. один фенотип слабо предпочтителен по сравнению с другим. Таким образом, слабый отбор — это эволюционная теория, объясняющая сохранение множественных фенотипов в стабильной популяции.

Слабый отбор можно использовать только для объяснения сохранения мутаций в процессе Морана . Процесс Морана — это процесс, в котором рождение и смерть являются парными событиями, и поэтому размер популяции остается постоянным. Если размер популяции увеличивался, то фенотипы как дикого типа , так и мутантные могут размножаться, и слабый отбор по одному фенотипу не приводит к определенному отбору ни по одному из них. Следовательно, для работы слабого отбора требуется конечная популяция. В противном случае не было бы никакого ожидания фиксации и, следовательно, никакого выбора .

Результатом слабого отбора являются два фенотипа со схожими вероятностями фиксации. Слабый отбор приводит к увеличению времени фиксации двух конкурирующих аллелей . Следовательно, слабый отбор обеспечивает модель, описывающую, как эволюция может происходить большими шагами в популяции, в которой сохраняются множественные аллели.

Есть две основные причины, по которым два фенотипа могут иметь очень схожую приспособленность. Одной из причин может быть то, что фенотипические различия между диким типом и мутантом велики, но значимость мутации незначительна. Примером может быть изменение пигментации. Другая причина может заключаться в том, что фенотипические различия между диким типом и мутантом на самом деле невелики, например, вариация длины хвоста. В любом случае значимость мутации, определяемая средой, создающей селективное давление , невелика по сравнению с другими мутациями. Следовательно, почти нейтральные мутации приводят к слабоотбираемым фенотипам.

Слабый отбор создает ситуацию, в которой эволюционная динамика, определяющая частоты фенотипов в популяции, в основном определяется случайными колебаниями. Следовательно, слабый отбор увеличивает влияние стохастических процессов на эволюционную динамику слабоотбираемого признака. Например, генетический дрейф может привести к тому, что почти нейтральная мутация станет доминантной аллелью в популяции, уничтожив дикий тип. Поэтому слабый отбор также особенно чувствителен к влиянию размера популяции. В небольших популяциях слабо выбранная мутация может распространяться из-за стохастических процессов, таких как генетический дрейф . еще легче

Эмпирически сообщалось, что несинонимичные замены размножаются посредством слабого отбора у Drosophila melanogaster и Arabidopsis . Считается, что эти ненейтральные мутации имеют особое эволюционное значение, когда они затрагивают регуляторные элементы генов. Это связано с тем, что дифференциальная экспрессия генов является критически важным событием и, следовательно, потенциально может повлиять на морфологию организма. Более того, слабый отбор приводит к смещению использования кодонов , что приводит к различным уровням экспрессии генов за счет изменения скорости транскрипции у мутантов с непредпочтительными кодонами. Следовательно, даже так называемые «тихие» мутации могут привести к небольшим изменениям в приспособленности организма. Кроме того, дупликация генов предлагает еще один способ поддержания явно нефункциональной мутации посредством слабого отбора. Дифференциальная экспрессия дубликатов копий гена обеспечивает механизм, посредством которого белок может приобретать новые функции.