중단을 수반하는 선택

Disruptive selection
이 차트는 다양한 유형의 유전자 선택을 묘사하고 있다.각 그래프에서 x축 변수는 표현형 특성의 유형이고 y축 변수는 유기체의 양이다.그룹 A는 원래 모집단이고 그룹 B는 선택 후의 모집단이다.그래프 1은 단일 극단적 표현형이 선호되는 방향 선택을 보여준다.그래프 2는 극단적인 특성보다 중간 표현형이 선호되는 안정화 선택을 나타낸다.그래프 3은 중간체보다 극단적인 표현형이 선호되는 파괴적 선택을 보여준다.
세 가지 선택 유형을 보여 주는 차트

다양화 선택이라고도 불리는 파괴적 선택(disruptive selection)은 특정 특성에 대한 극단적인 값이 중간 값보다 선호되는 집단 유전학의 변화를 설명한다.이 경우 특성의 분산이 증가하고 모집단이 두 개의 서로 다른 그룹으로 나뉩니다.이 경우 분포곡선의 [1][2]양끝에서 주변 문자값을 취득하는 개인이 많아진다.

개요

자연 도태는 진화 뒤에 있는 가장 중요한 생물학적 과정 중 하나로 알려져 있다.특징에는 여러 가지 종류가 있으며, 어떤 것들은 개개의 생식 성공을 더 많든 적게 하든 유발한다.선택의 효과는 특정한 대립 유전자, 특성, 그리고 그들의 특정한 환경에서 생존하고 번식할 가능성이 높은 개체들을 촉진하는 것이다.환경이 운반 능력을 가지고 있기 때문에, 자연은 가장 건강한 자손들만 살아남고 그들의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 하기 위해 개체에게 이 선택 방식에 따라 작용한다.그 특성이 더 유리할수록 집단에서 더 흔해질 것이다.파괴적 선택은 스펙트럼의 양극단을 모두 선호하면서 모집단의 중간값에 대해 능동적으로 선택하는 특정 유형의 자연 선택이다.

파괴적 선택은 종종 필레틱 점진주의 진화의 모드를 통해 동정적 분화를 초래하는 것으로 유추된다.중단 선택은 여러 요인에 의해 유발되거나 영향을 받을 수 있으며, 특성화 외에도 여러 결과가 있을 수 있습니다.같은 환경에 있는 개인은 중간자보다 극단적인 특성을 선호할 수 있습니다.선택은 부리와 치아 구조와 같은 음식에 접근할 때 서로 다른 신체 형태를 갖는 것에 영향을 미칠 수 있습니다.이것은 종종 넓은 클리어 범위가 없는 환경에서 더 널리 퍼져 헤테로 접합자 단점 또는 호모 접합자를 선호하는 선택을 야기하는 것으로 보인다.

틈새 파티셔닝을 사용하면 리소스 사용 패턴의 차이를 선택할 수 있어 사양을 촉진할 수 있습니다.이와는 대조적으로 틈새 보존은 진화적인 줄다리기에서 개체들을 조상들의 생태학적 특성으로 끌어당긴다.또한, 자연은 유익한 것을 발견했을 때 '대형 마차 위로 뛰어오르기'라는 관점을 갖는 경향이 있다.이것은 결국 평균에 반하는 선택을 하는 것과 정반대의 결과를 초래할 수 있다. 모두가 그 자원을 이용하기 시작하면, 그 자원은 고갈되어 극단적으로 선호될 것이다.게다가, 점진주의는 단절된 균형에 비해 종분화를 볼 때 더 현실적인 견해이다.

파괴적인 선택은 초기에 분리를 빠르게 심화시킬 수 있다; 왜냐하면 그것은 이미 존재하는 대립 유전자만 조작하기 때문이다.종종 그것은 오랜 시간이 걸리는 돌연변이에 의해 새로운 것을 만들어 내는 것이 아니다.보통 완전한 번식 격리는 여러 세대가 지나기 전까지는 일어나지 않지만, 행동이나 형태학적 차이는 종과 일반적인 번식을 구분합니다.게다가, 일반적으로 하이브리드는 생식 [3][4][5][6][7][8][9][10][11]분리를 촉진하는 적합성을 감소시켰다.

예

토끼 개체군이 있다고 가정합니다.토끼의 색깔은 두 가지 불완전한 지배적인 특징에 의해 지배된다: "B"로 표현되는 검은 털과 "B"로 표현되는 하얀 털.이 개체군의 "BB" 유전자형을 가진 토끼는 검은색 털의 표현형을, "Bb" 유전자형은 회색 털(흑백 모두 표시), "bb" 유전자형은 흰색 털을 가지고 있을 것이다.

만약 이 토끼 집단이 하얀 바위 지역뿐만 아니라 검은 바위 지역도 있는 환경에서 일어난다면, 검은 털을 가진 토끼들은 검은 바위들 사이에서 포식자들로부터 숨을 수 있을 것이고, 흰 털을 가진 토끼들도 마찬가지로 흰 바위들 사이에서 숨을 수 있을 것이다.그러나 회색 털을 가진 토끼는 서식지의 모든 지역에서 두드러져 포식자가 더 심해질 것이다.

이런 선택적 압력의 결과로, 우리의 가상의 토끼 개체군은 모피 색상의 특징인 흰색 또는 검은색의 극단적인 값을 위해 파괴적으로 선택될 것입니다. 그러나 회색은 아닙니다.이것은 파괴적 선택으로 이어지는 저우성(헤테로이지고트 단점)의 예입니다.

동위원소 분화

파괴적 선택은 자연 [12]개체군의 동종 분화를 촉진하는 주요 힘 중 하나라고 믿어진다.중단적 선택에서 동위원소 분화로 이어지는 경로는 편차가 거의 없습니다. 이러한 분화는 각 변수의 일관성에 따라 달라지는 도미노 효과입니다.이러한 경로는 종내 경쟁의 파괴적인 선택으로 인해 발생하며, 생식적 분리를 야기할 수 있으며, 최종적으로 동종 분화를 초래할 수 있다.

중단을 수반하는 선택이 항상 특정 경쟁에 근거할 필요는 없다는 점에 유의해야 합니다.이러한 자연 도태가 다른 자연 도태와 유사하다는 것을 아는 것도 중요하다.주요 요인이 아닌 경우 적응 과정의 작동 측면을 평가할 때 특정 내 경쟁을 무시할 수 있다.예를 들어, 특정 내 경쟁 대신 중단적 선택을 유도할 수 있는 것은 생식적 고립을 초래하고,[13][14][15][16][12][17][18][19] 그 후 특정화를 초래하는 다형성일 수 있다.

파괴적 선택이 종내 경쟁에 기초할 경우, 그 결과로 생기는 선택은 생태적 틈새 다양화와 다형성을 촉진한다.여러 형태(정형 형태)가 서로 다른 틈새를 차지하고 있는 경우, 이러한 분리는 자원 경쟁 감소를 촉진할 것으로 예상된다.파괴적 선택은 저밀도 모집단보다는 고밀도 모집단에서 더 자주 나타난다. 왜냐하면 고밀도 모집단 내에서 종내 경쟁이 더 치열한 경향이 있기 때문이다.이는 인구밀도가 높을수록 자원경쟁이 심해지는 경우가 많기 때문입니다.그 결과 경쟁은 경쟁을 피하기 위해 다양한 틈새 또는 틈새의 변화를 이용하도록 다형성을 유도합니다.한 형태에 다른 형태에 의해 사용되는 자원이 필요하지 않은 경우, 두 형태 모두 경쟁하거나 상호작용해야 하는 압력을 경험하지 않을 가능성이 높기 때문에 [20][21][22][23][24][25]모집단 내에서 두 형태에 대한 지속성과 구별성의 강화를 지원할 수 있다.이 이론은 자연 집단에서 반드시 많은 뒷받침 증거를 가지고 있는 것은 아니지만, 기존 집단을 이용한 실험 상황에서 여러 번 목격되었다.이러한 실험은 (위에서 설명한 바와 같이) 올바른 상황에서 [16][19]이 이론이 사실로 증명될 수 있다는 것을 더욱 뒷받침한다.

특정 내 경쟁이 작용하지 않을 경우, 선택 중단은 여전히 동종 분화를 초래할 수 있으며, 이는 다형성을 유지함으로써 이루어집니다.일단 개체군 내에서 다형성이 유지되면, 만약 모둠 교배가 이루어진다면, 이것은 파괴적인 선택이 동위원소 [14][16][17]분화의 방향으로 이어질 수 있는 한 가지 방법입니다.서로 다른 형태들이 서로 다른 짝짓기를 선호할 경우, 특히 다형성 특성이 생태학적 선택 하에 있고 다시 생식 행동에 부작용을 갖는 특성을 의미하는 "마법의 특성"인 경우, 구색적 짝짓기가 일어날 수 있다.다형성 특성이 마법의 특성이 아닌 상황에서, 모종의 짝짓기를 하지 않는 개체에게는 일종의 피트니스 패널티가 있어야 하며, 모종의 짝짓기를 일으키는 메커니즘이 개체군 내에서 진화해야 한다.예를 들어, 나비 종이 선호하는 서식지에서 모방 목적에 중요한 두 가지 종류의 날개 패턴을 개발한다면, 다른 날개 패턴을 가진 두 나비 사이의 짝짓기는 좋지 않은 이형 접합체로 이어집니다.따라서, 나비들은 같은 날개 패턴의 다른 나비들과 짝짓기를 하는 경향이 있고, 결국 이형 접합체를 완전히 제거하게 될 것입니다.이 바람직하지 않은 헤테로 접합은 짝짓기를 일으키는 메커니즘에 대한 압력을 발생시키고, 짝짓기 후 [26][27][28]장벽의 생성으로 인해 생식적 분리를 초래합니다.파괴적 선택이 두 개의 형태소를 지원할 때, 특히 표현형 특성이 배우자 [29]선택보다는 적합성에 영향을 미칠 때, 교감적 분화를 보는 것은 실제로 꽤 흔하다.

두 가지 상황에서, 하나는 종간 경쟁이 작용하고 다른 하나는 그렇지 않은 경우, 이러한 모든 요인이 제자리걸음을 할 경우, 생식적 고립으로 이어져 동종 [18][25][30]분화를 초래할 수 있다.

기타 결과

중요성

파괴적 선택은 진화 연구의 역사에서 특히 중요한데, 이는 진화의 "카디칼 케이스" 중 하나, 즉 갈라파고스에서 다윈에 의해 관찰된 핀치 개체군과 관련이 있기 때문이다.그는 핀치의 종이 표면상으로는 단일 종에서 유래했을 정도로 충분히 유사하다고 관찰했다.그러나 부리 크기에 있어 파괴적인 변화를 보였다.이러한 변화는 각각의 섬에서 이용 가능한 씨앗 크기와 적응적으로 관련이 있는 것으로 보인다(큰 씨앗을 위한 큰 부리, 작은 씨앗을 위한 작은 부리).중간 부리는 작은 씨앗을 회수하는 데 어려움을 겪었고 큰 씨앗에 충분히 질기지 않았기 때문에 적응력이 떨어졌습니다.

중단을 수반하는 선택이 분화로 이어질 수 있는 것은 사실이지만, 이는 다른 유형의 분화 또는 진화적 변화만큼 빠르고 간단한 프로세스는 아닙니다.이것은 점진주의라는 주제를 소개하는데, 이것은 오랜 시간에 [34]걸쳐 서서히, 그러나 지속적으로 변화가 축적되는 것이다.이는 주로 파괴적 선택 결과가 방향 선택 결과보다 덜 안정적이기 때문이다(방향 선택은 스펙트럼의 한쪽 끝에만 있는 개인을 선호한다).

예를 들어, 수학적으로는 간단하지만 생물학적으로는 있을 수 없는 토끼의 경우를 생각해 봅시다.방향 선택이 이루어지고 있다고 가정합니다.이 들판에는 어두운 바위만 있기 때문에, 토끼는 어두운 색일수록 포식자로부터 더 효과적으로 숨을 수 있습니다.결국 개체군에는 검은 토끼가 많고(따라서 많은 "B" 대립 유전자가 있다) 회색 토끼의 양은 적을 것이다.흰토끼는 거의 없을 것이다(집단에 "b" 대립 유전자가 있는 염색체의 기여자는 그리 많지 않다.이것은 결국 "b" 대립 유전자를 가진 염색체가 사라지는 상황을 초래할 수 있고, 모든 후속 토끼들에게 검은색만이 가능한 색이 될 수 있습니다.그 이유는 모집단에서 "b" 염색체의 수준을 "향상시키는" 것이 없기 때문이다.그들은 내려가기만 하면 결국 죽는다.

이제 중단적 선택의 경우를 생각해 봅시다.그 결과 흑토끼와 흰토끼의 수가 같아졌고, 따라서 "B" 또는 "b" 대립 유전자가 있는 염색체 수는 여전히 그 집단에서 떠다니고 있습니다.흰토끼가 검은토끼와 짝짓기를 할 때마다 회색토끼만 생긴다.따라서 결과가 "클릭"되기 위해서는 흰 토끼가 다른 흰 토끼를 선택하고 검은 토끼가 다른 검은 토끼를 선택하도록 하는 힘이 있어야 합니다.핀치의 경우, 이 "힘"은 지리적/니체적 고립이었다.이것은 사람들이 파괴적인 선택이 일어날 수 없고 보통 종이 지리적으로 고립되어 있거나 방향성 선택 혹은 선택을 안정화 시키기 때문이라고 생각하게 만든다.

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레퍼런스

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