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새로운 수학적 모델은 진화에서 주요 그룹이 어떻게 발생하는지 보여줍니다.

Urbana-Champaign의 일리노이 대학교에서 개발 된 새로운 수학적 모델은 Phyla 또는 계급과 같은 주요 진화 그룹이 유기체 인구 내에서 기존 다양성에서 어떻게 발생하는지 보여줍니다. 이 모델은 구두점 평형 및 중립 진화와 같은 이전 이론을 기반으로하지만 시간이 지남에 따라 인구 유전 적 다양성의 변동을 명시 적으로 설명합니다.

Nature Communications 저널에 발표 된 최근 연구에서 설명 된이 모델은 인구가 빠른 유전 적 발산 기간을 거쳐 유전 적 정체의 기간을 겪을 때 진화의 주요 전이가 발생한다는 것을 시사합니다. 이러한 발산과 정체 기간은 인구 규모의 변동에 의해 주도되며, 이는 다양한 환경 적 요인에 의해 영향을받습니다.

일리노이 주에서 생태 및 진화 교수 인 Daniel W. McShea 박사는“우리 모델은 주요 진화 그룹이 어떻게 발생하는지 이해하기위한 이론적 틀을 제공한다. "이것은 진화론 적 혁신을 촉진하고 새로운 형태의 삶을 창출하는 데있어 유전 적 다양성의 역할에 대한 새로운 사고 방식입니다."

이 모델의 주요 통찰력 중 하나는 유전 적 발산 기간이 더 작은 집단에서 발생할 가능성이 높다는 것입니다. 이는 더 작은 인구가 유전자 드리프트의 효과에 더 취약하기 때문에, 이는 집단에서 유전자의 빈도에서 무작위 변동이다. 유전자 드리프트는 더 작은 집단에서 유익한 돌연변이가 더 빠르게 고정되어 더 빠른 진화를 유발할 수 있습니다.

대조적으로, 유전 적 정체의 기간은 더 큰 집단에서 발생할 가능성이 더 높다. 이는 더 큰 인구가 더 높은 수준의 유전 적 다양성을 가질 가능성이 높기 때문에 유전자 드리프트의 영향에 대해 완충합니다. 더 높은 유전자 다양성은 또한 미래에 체력 장점을 부여 할 수있는 유전자 변이체의 축적을 허용하여 후속 발산 기간의 단계를 설정할 수 있습니다.

이 모델은 또한 환경 변동이 주요 진화론 전환을 유발하는 데 중요한 역할을 할 수 있다고 제안합니다. 예를 들어, 새로운 자원의 가용성이 갑자기 증가하거나 기후의 변화로 인구가 새로운 조건에 적응 된 새로운 그룹으로 빠르게 분기 될 수 있습니다.

McShea는“인구 유전 적 다양성과 환경 변동 사이의 역동적 인 상호 작용은 진화론 적 혁신과 다각화의 중요한 동인이다. "우리의 모델은이 상호 작용을 이해하고 긴 시간 척도에 걸쳐 진화 과정을 형성하는 메커니즘을 탐색하는 새로운 방법을 제공합니다."

연구원들은 그들의 모델이 진화 과정에서 유전 적 다양성과 환경 변동의 역할을 조사하기 위해 추가 이론적이고 경험적 연구에 영감을 줄 수 있기를 희망합니다. 주요 진화론 전환에 기여하는 요소를 더 잘 이해함으로써 과학자들은 지구의 삶의 역사와 미래의 진화 적 변화의 가능성에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.

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