Фундаментальная теорема естественного отбора Фишера - Fishers fundamental theorem of natural selection

Фундаментальная теорема естественного отбора Фишера это идея о генетическая дисперсия[1][2] в популяционная генетика разработан статистик и эволюционный биолог Рональд Фишер. Надлежащий способ применения абстрактной математики теоремы к реальной биологии был предметом некоторых дискуссий.

Говорится:

"Скорость увеличения фитнес любой организм в любое время равно его генетической изменчивости в приспособленности в то время ».[3]

Или в более современной терминологии:

"Скорость увеличения средней приспособленности любого организма в любое время, которую можно приписать естественному отбору, действующему через изменения в частоты генов, в точности равна его генетической изменчивости в приспособленности в то время ".[4]

История

Теорема была впервые сформулирована в книге Фишера 1930 г. Генетическая теория естественного отбора.[3] Фишер сравнил это с закон энтропии в физика, заявив, что «немало поучительно, что такой подобный закон занимает высшее положение среди биологических наук». Модель квазисвязанное равновесие был представлен Мотоо Кимура в 1965 г. как приближение в случае слабый отбор и слабый эпистаз.[5][6]

Во многом из-за вражды Фишера с американским генетиком. Сьюэлл Райт о адаптивные ландшафты Теорема была широко неверно истолкована как означающая, что средняя приспособленность популяции всегда будет увеличиваться, даже если модели показали, что это не так.[7] В 1972 г. Джордж Р. Прайс показал что теорема Фишера действительно верна (и что доказательство Фишера также было правильным, если допустить одну или две опечатки), но не нашел в ней большого значения. Изощренность, на которую указал Прайс и которая усложнила понимание, состоит в том, что теорема дает формулу для части изменения частоты генов, а не для всего этого. Можно сказать, что это результат естественного отбора.[8]

Более поздняя работа (рассмотренная Графеном в 2003 г.) основывается на понимании Прайса двумя способами. Одна из них стремится улучшить теорему, завершив ее, то есть найдя формулу для всего изменения частоты генов и учитывая эффекты мутаций.[9] Другой утверждает, что частичное изменение действительно имеет большое концептуальное значение и стремится распространить аналогичные результаты частичного изменения на все более и более общие генетические модели популяций.[10]

Из-за мешающих факторов проверки фундаментальной теоремы довольно редки, хотя Болник в 2007 году действительно проверил этот эффект на естественной популяции.[11]

Рекомендации

  1. ^ Кроу, Дж. Ф. (2002). «За Фишера, аддитивную генетическую дисперсию и фундаментальную теорему естественного отбора». Перспектива. Эволюция. 56 (7): 1313–1316. Дои:10.1554 / 0014-3820 (2002) 056 [1313: phstfa] 2.0.co; 2. PMID  12206233.
  2. ^ Фундаментальная теорема естественного отбора, пересмотренная Сабином Лессардом
  3. ^ а б Фишер, Р.А. (1930). Генетическая теория естественного отбора. Оксфорд, Великобритания: Clarendon Press.
  4. ^ Эдвардс, A.W.F. (1994). «Основная теорема естественного отбора». Биологические обзоры. 69 (4): 443–474. Дои:10.1111 / j.1469-185x.1994.tb01247.x. PMID  7999947.
  5. ^ Кимура, Мотоо (1965). «Достижение квазисвязанного равновесия при изменении частот генов в результате естественного отбора». Генетика. 52 (5): 875–890. ЧВК  1210959. PMID  17248281.
  6. ^ Singh, Rama S .; Кримбас, Костас Б. (28 марта 2000 г.). Эволюционная генетика: от молекул к морфологии. Издательство Кембриджского университета. п. 267. ISBN  978-0-521-57123-4.
  7. ^ Provine, Уильям Б. (май 2001 г.). Истоки теоретической популяционной генетики: с новым послесловием. Издательство Чикагского университета. С. 140–166. ISBN  978-0-226-68464-2.
  8. ^ Прайс, Г. (1972). "Основная теорема Фишера" прояснилась ". Анналы генетики человека. 36 (2): 129–140. Дои:10.1111 / j.1469-1809.1972.tb00764.x. PMID  4656569.
  9. ^ Басенер, W.F .; Сэнфорд, Дж. К., П. (2017). «Основная теорема естественного отбора с мутациями». Журнал математической биологии. 76 (7): 1589–1622. Дои:10.1007 / s00285-017-1190-х. ЧВК  5906570. PMID  29116373.
  10. ^ Графен, Алан (21 августа 2003 г.). «Фишер, биолог-эволюционист» (PDF). Статистик. 52 (3): 319–329. CiteSeerX  10.1.1.332.7319. Дои:10.1111/1467-9884.00362.
  11. ^ Bolnick, D.I .; Носил П. (2007). «Естественный отбор в популяциях, подверженных миграционной нагрузке». Эволюция. 61 (9): 2229–2243. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2007.00179.x. PMID  17767592.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка