진화 구조

Evolutionary rescue

진화적 구조는, 진화가 없었다면 멸종했을 개체군들이 유전적 변동에 의해 작용하는 자연 선택 때문에 지속되는 과정이다.[1][2] 이 용어는 리처드 고물키에비츠와 로버트 홀트가 1995년 급격한 환경변화의 맥락에서 처음 사용했지만, 그 과정은 오래 전에 지속적인 환경변화와[4] 특히 약물저항 진화의 맥락에서 연구되었다.[5]

이론적 틀

급격한 환경 변화 이후 자신을 대체할 수 없는 원래의 유전자형이 수적으로 증가할 수 있는 유전자형으로 대체되면서 진화적 구조는 U자형 인구역학 곡선을 만들 것으로 예측된다.[6] 지속적으로 변화하는 환경에서 진화적 구조는 환경의 진화 속도와 변화율이 동일한 이동 환경 최적 뒤에 있는 평균 특성 값의 안정적인 지연으로 나타날 것으로 예측된다.[7] 이 이론은 2014년 알렉산더에 의해 검토되어 왔으며, 유전적, 생태적 복잡성을 모두 추가하면서 급속한 성장을 계속하고 있다.

a theoretical depiction of evolutionary rescue.
진화적 구조는 자신을 대체할 수 없는 유전자형이 가능한 유전자형으로 대체되면서 급격한 환경 변화 이후 인구 역학의 U자형 곡선을 만들어낼 것으로 기대된다. 그림 위치

진화 구조는 진화의 필요 없이 다른 곳에서 계속 이주함으로써 인구가 지속되는 인구 구조와 구별된다.[10] 한편, 교배 우울증을 감소시키는 이주 때문에 인구가 지속되는 유전자 구조는 특별한 진화 구조 사례(그러나 참조)를 생각할 수 있다.

경험적 증거

진화적 구조는 이전에 치명적인 소금 농도를 견딜 수 있도록 진화하는 효모와 같은 [12]많은 다른 실험적 진화 연구에서 입증되었다.[13] 또한 야생에서 약물에 대한 저항성,[14] 제초제 저항성,[15] 다른 종류의 살충제 저항성, 유전적 구조 등의 형태로 진화적 구조를 하는 사례도 많이 있다.

제초제 저항성 진화를 연구할 때 게놈전역 연관 연구(GWAS)를 사용할 수 있지만, 특별한 함정이 있다: 자기 난화는 식물에서 흔히 일어나기 때문에 연결불균형이 다른 GWAS 응용보다 더 문제가 된다. 그렇게 하면 저항 관련 유전자가 존재하는지 여부를 쉽게 감지할 수 있지만, 정확한 위치를 파악하기가 더 어려워진다. 또한 n이 작아서 거짓 부정의 비율을 높인다. 반면에, 거짓 양성률은 감소된 표현 순서를 사용하거나 인구 구조의 높은 정도를 사용할 때 증가한다.[15]

참조

  1. ^ Bell, G (2017). "Evolutionary rescue". The Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 48 (1): 201–207. doi:10.1146/annurev-ecolsys-110316-023011.
  2. ^ Gonzalez, Andrew (2012). "Evolutionary rescue; an emerging focus at the intersection between ecology and evolution". Philosophical Transactions of the Royal Society B.
  3. ^ Gomulkiewicz, R; Holt, R (1995). "When does natural selection save a population from extinction?". Evolution. 49 (1): 201–207. doi:10.1111/j.1558-5646.1995.tb05971.x. PMID 28593677. S2CID 29819056.
  4. ^ Pease, C; Lande, R; Bull, J (1989). "A Model of Population Growth, Dispersal and Evolution in a Changing Environment". Ecology. 70 (6): 1657–1664. doi:10.2307/1938100.
  5. ^ Levy, S; Marshall, B (2004). "Antibacterial resistance worldwide: causes, challenges and responses". Nature Medicine. 10: S122–S129. doi:10.1038/nm1145.
  6. ^ Gomulkiewicz, R; Holt, R (1995). "When does natural selection save a population from extinction?". Evolution. 49 (1): 201–207. doi:10.1111/j.1558-5646.1995.tb05971.x. PMID 28593677. S2CID 29819056.
  7. ^ Burger, B; Lynch, M (1995). "Evolution and extinction in a changing environment: a quantitative-genetic analysis". Evolution. 49: 151–163. doi:10.2307/2410301.
  8. ^ Alexander, H; Martin, G; Martin, O; Bonhoeffer, S (2014). "Evolutionary rescue: linking theory for conservation and medicine". Evolutionary Applications. 7: 1161–1179. doi:10.1111/eva.12221.
  9. ^ Carlson, S; Cunningham, C; Westley, P (2014). "Evolutionary rescue in a changing world". 29: 521–530. doi:10.1016/j.tree.2014.06.005. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  10. ^ Brown, J; Kodric-Brown, A (1977). "Turnover rates in insular biogeography: effect of immigration on extinction". Ecology. 58: 445–449. doi:10.2307/1935620.
  11. ^ Carlson, S; Cunningham, C; Westley, P (2014). "Evolutionary rescue in a changing world". 29: 521–530. doi:10.1016/j.tree.2014.06.005. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  12. ^ Bell, G (2017). "Evolutionary rescue". The Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 48 (1): 201–207. doi:10.1146/annurev-ecolsys-110316-023011.
  13. ^ Bell, G; Gonzalez, A (2009). "Evolutionary rescue can prevent extinction following environmental change". Ecology Letters. 12: 942–948. doi:10.1111/j.1461-0248.2009.01350.x.
  14. ^ Bell, G (2017). "Evolutionary rescue". The Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 48 (1): 201–207. doi:10.1146/annurev-ecolsys-110316-023011.
  15. ^ Jump up to: a b Kreiner, Julia M.; Stinchcombe, John R.; Wright, Stephen I. (2018-04-29). "Population Genomics of Herbicide Resistance: Adaptation via Evolutionary Rescue". Annual Review of Plant Biology. Annual Reviews. 69 (1): 611–635. doi:10.1146/annurev-arplant-042817-040038. ISSN 1543-5008. S2CID 25489201.