중립 이론이 생물 다양성에 대한 아이디어를 변경하는 방법

20 세기 초에 중국의 푸건 지방의 정글을 용감히했다면, 다양한 설명에 따르면 놀랍도록 예기치 않은 동물 인 푸른 호랑이를 목격했을 수 있습니다. 이 호랑이는“몰타의 깊은 그늘로, 거의 밑 부분에서 거의 깊은 파란색으로 바뀌는“놀라운 아름다운”것으로 묘사되었습니다. 1950 년대 늦게, 사냥꾼들은 트레일에서 다른 남 중국 호랑이의 전통적인 오렌지 모피와 함께 파란 머리를 발견했다고보고했습니다.

그런 다음 푸른 호랑이가 사라졌습니다. 마지막으로보고 된 목격은 1953 년에 있었고, 블루 호랑이는 곧 전설의 물건이었고, 그들이 존재한다는 것을 증명하기위한 보존 된 가죽만큼 많지 않았습니다.

고양이의 푸른 색이 약간의 결함에 묶여 있다고 생각하는 것은 밝은 주황색 친족과 경쟁 할 수 없게되었습니다. 그러나 기괴한 코트가 멸종과 관련이 없을 가능성이 높습니다. 소규모 인구에서 색이 생겨났다는 것은 단순히 불운이었다.

이런 종류의 우연한 진화는 중립 이론의 범위이며,“적합한 생존”이 종들이 변화, 분할 또는 사라지는 가장 일반적인 방식이 아니라는 역사적으로 논란의 여지가있는 아이디어입니다. 제안이 들리는 것처럼 간단하고, 생물학 이외의 유전학, 진화, 생태 및 심지어 분야에 대한 결과는 쓸모가 있습니다.

그렇게 중립 이론이 아님

집단에서 유전자 변이체의 무작위 상승 또는 하락은 유전자 드리프트로 알려져있다. 오늘날 그것은 진화와 다양성의 핵심 동인으로 받아 들여지지만 항상 그런 것은 아닙니다. 1960 년대까지 생물 학자들은 일반적으로 선택적 힘에 대한 모든 변화를 일으켰습니다. 해로운 특성은 개인의 번식을 방해하여 시간이 지남에 따라 특성이 사라질 수 있습니다 (부정 또는 정화 선택). 반대로, 유용한 특성은 개인이 가진 자손의 수를 강화하고 자신의 유병률을 높였습니다 (긍정적 인 선택) - 모두 Charles Darwin과 Alfred Russel Wallace의 자연 선택 원칙

그런 다음 단백질에 대한 시퀀싱 연구는 예상보다 집단 내에서 훨씬 더 많은 유전 적 변화를 나타냈다. 선택이 모든 유전자에 한 번에 작용하고 있다는 생각은 효과를 측정하고 어떤 사람이 머무르거나 가야하는지 선택하면 일부 과학자들과 함께 앉아 있지 않았습니다.

1968 년에 유명한 유전 학자 Motoo Kimura는 현재 중립 이론이라고 불리는 대안 적 설명을 제안했습니다. 기무라는 유기체 간의 변동의 대부분이 유리하거나 불리한 것이 아니라고 주장했다. 결과적으로, 우리가 보는 다양성의 대부분은 숨겨진 선택의 산물이 아니라 운이 아닙니다. Imperial College London의 진화 생물 학자 인 Armand Leroi는“당신이 필요로하는 것은 약간의 변화가 있고 임의의 힘은 나머지를 할 것입니다.

기무라의 분자 진화 이론은 선택의 영향을 물리 치는 것처럼 보였기 때문에 논쟁을 불러 일으켰다. 그러나 20 세기 후반의 게놈 혁명과 광범위한 DNA 시퀀싱은 기무라가 옳다는 것을 확인했다. 유전자 코드에서 다른 편지를 다른 문자로 바꾸는 것은 일반적으로 거의 영향을 미치지 않습니다.

그 이후로, 중립 이론은 유전학에서 기본 가정 (또는 귀무 가설)이었습니다. Leroi는“DNA 서열의 주어진 변형이 선택되고 있음을 보여 주려면 먼저 중립에 의해 설명 될 수 없다는 것을 보여 주어야한다”고 Leroi는 말했다.

(인구) 크기 문제

일부는 중립력이 분자 수준에서 다양성을 주도한다는 생각에 계속 싸우고 있지만 애리조나 주립 대학의 인구 유전 학자 인 Parul Johri는 진화에서 그 역할에 대한 오해까지 크게 초크됩니다. "키무라는 모든 것이 중립적이라고 말한 적이 없다"고 그녀는 말했다. 중요한 것은 중립 세력이 생물 다양성을 형성 한 것입니다. 그리고 그것은 주로보고있는 그룹의 크기에 달려 있습니다.

새 10 마리의 인구를 상상해보십시오 :하나의 빨간색, 1 개의 녹색 및 나머지는 갈색을 상상해보십시오. 이 색상은 해롭거나 도움이되지 않으므로 모든 새가 재현 할 가능성이 동일합니다. 그런 다음 토네이도는 순전히 우연히 갈색 새를 죽입니다. 이제 인구의 절반은 갈색이고, 1/4은 빨간색이고 1/4은 녹색입니다. 임의의 사건은 다양성의 큰 변화를 일으켰습니다. 그것은 유전자 드리프트입니다.

그러나 98 명의 갈색 새가 있었고 같은 고독한 새가 있었지만 재앙은 그다지 중요하지 않았을 것입니다. 토네이도가 여전히 인구의 60%를 살해하더라도, 모두 갈색, 38 개의 갈색 새가 화려한 새들과 함께 만들었을 것입니다. Johri는“인구 규모가 작을수록 드리프트가 커집니다.

중립 이론의 매력의 일부는 그것이 수학적으로 간단하다는 것입니다. Johri는“많은 이론이 쉬웠다”고 설명했다. 이로 인해 유전 학자들은 처음으로 역사를 되돌아 볼 수있었습니다. 유전자 변화가 중립이라고 가정함으로써 과학자들은 과거의 인구의 크기를 계산하거나 그룹의 마지막 공통 조상의 나이를 결정할 수 있습니다.

그러나 그러한 추론이 정확하기 위해서는 과학자들이 중립 이론과 선택의 영향을 결합해야합니다. Johri는 1970 년대 후반 이래로 문제가되었다고 Johri는 Kimura의 제안 이후의 일이 끝난 후 새로운 데이터에도 불구하고 수학이 실제로 바뀌지 않았기 때문에 문제가되었다고 지적했다. "수학적 프레임 워크 - 계속 발전해야합니다."라고 그녀는 말했습니다.

그것이 바로 그녀와 그녀의 동료들이 genetics 의 논문에서하는 것을 목표로하는 것입니다. 5 월. 그들은 중립 이론과 정화 선택을 모두 통합 한 새로운 통계 프레임 워크를 제안하여 수학을 일치하는 현실에 더 가깝게 만들었습니다.

나무의 중립 숲을 보는

중립 이론은 대부분 인구 유전학에서 받아 들여지는 반면, 다른 분야, 특히 생태학에서 논쟁을 계속하고 있습니다. 전통적인 생태학에서 종은 다른 종보다 더 잘 번성 할 수있는 독특한 틈새를 점유하는 것으로 보인다. 틈새 시장이 많을수록 더 많은 종이있을 수 있습니다. Leroi는“수학적으로 유전자가 사용하고있는 것과 똑같은 주장”이라고 Leroi는 말했다.

로스 앤젤레스 캘리포니아 대학교의 Stephen Hubbell은 Kimura의 생태학에 적응했습니다. Hubbell의 2001 년 책, 생물 다양성 및 생물 지리학의 통합 중립 이론 그는 많은 종들이 주어진 틈새 시장을 차지할 수 있다고 주장했다. 전체 생태계는 유전자 드리프트가 특성의 빈도에 영향을 미치는 것처럼 임의의 "생태 학적 드리프트"를 통해 진화합니다.