ハーディ・ワインバーグ平衡を維持するために必要な5つの条件のうち、母集団サイズが無限であることは常に違反であり、これはある程度の遺伝的ドリフトが常に起こっていることを意味する。 集団サイズが小さいと遺伝的ドリフトが大きくなり、ゲノムの複雑さを獲得するためにこれらのグループが進化的に有利になるとの仮説がある。 1812>
Population bottlenecks and founder effectEdit
Population bottlenecksは、集団のサイズが短期間に減少し、集団内の遺伝的多様性が減少したときに起こる。
創始者効果は、大きな集団から少数の個体が新しい集団を作るときに起こり、これも遺伝的多様性を減少させるもので、もともとはエルンスト・マイヤーが概説したものである。 創始者効果は遺伝的ドリフトのユニークなケースであり、小さな創始者集団は遺伝的多様性が減少し、集団内の対立遺伝子をより速く固定化に向けて移動させるからである。 デジタル生物では、生成された集団は、個々の生物に設定された差動フィットネス、変動、遺伝などの変動パラメータに基づいて進化を遂げる。
Rozen らは、細菌の集団がより不均質に進化するように、単純な栄養成分を含む培地と注目すべき栄養成分を含む培地の 2 種類の異なる細菌株を使っている。 また、細菌の実験デザインに基づいたデジタルシミュレーションを使用し、フィットネスの割り当てと、小さな集団と大きな集団の両方の指定に基づいて使用される細菌と同等の有効な集団サイズを取り揃えた。単純な環境と複雑な環境の両方において、小さな集団は大きな集団より大きな集団の変動を示し、大きなフィットネスの多様性は示さなかった。 複雑な環境では、小さい個体群の方が適応度が高く、適応も速かった。一方、単純な環境では、大きい個体群の方が小さい個体群よりも適応が速かった。 これらのデータは、小規模個体群における変異の増大が環境に依存すること、すなわち、より困難な環境や複雑な環境では、小規模個体群に存在する変異がより大きな利点をもたらすことを示している。 解析の結果、環境の複雑さに関わらず、小さな集団は集団内の異質性からより大きなレベルの適応力を持ち、より複雑な環境では適応的な反応が高まることが示された。 無性集団の適応はまた、突然変異によって制限されるわけではなく、これらの集団内の遺伝的変異が適応を促進することができる。 小さな集団は、広く有益な突然変異へのアクセスが制限されているため、より多くの課題に直面する傾向があるが、これらの集団内の適応は予測しにくく、集団の環境応答がより可塑的になることが可能である。 無性小集団における時間経過に伴う適応度の増加は、集団サイズと突然変異率に強い正の相関があり、有益な突然変異の固定確率は集団サイズと突然変異率に逆相関があることが知られている
LaBar と Adami はデジタルハプロイド生物を使って、ゲノムの複雑性を蓄積するためのさまざまな戦略について評価している。 この研究は、ドリフトと選択の両方が、それぞれ小さな集団と大きな集団で有効であるが、この成功はいくつかの要因に依存していることを示した。 このデジタルシステムにおける挿入突然変異の観察から、小集団は有害な突然変異の固定化によってより大きなゲノムサイズを進化させ、大集団は有益な突然変異の固定化によってより大きなゲノムサイズを進化させることが実証された。 小さな集団は、ドリフト駆動の表現型の複雑さにより、完全なゲノムの複雑さを達成する上で有利であることが指摘された。 また、欠失変異のシミュレーションを行ったところ、最大規模の集団のみが有意な適性上の優位性を示した。 これらのシミュレーションは、小さな集団は遺伝的ドリフトの増加によって、致命的な突然変異を修正することを示している。 この優位性は、高い絶滅率によって制限される可能性が高い。 より大きな集団は、特定の遺伝子の発現を増加させる突然変異によって複雑さを進化させる。有害な対立遺伝子の除去は、より大きな集団においてより複雑なゲノムの発達を制限せず、ゲノム内に有益または非機能的な要素をもたらす多数の挿入突然変異は必要でないことが示された。 削除変異がより頻繁に起こる場合、最大集団は、一般的に新しい形質の開発のために大きな集団が進化的に有利であることを示唆する優位性を持っている
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