Recent acceleration of human adaptive evolution. Часть 3. Статья и критика.

Часть 1
Часть 2

Итак, в одном блоге, в котором критически оценивались результаты этой статьи была замечательная фраза: «Если вы согласны с теоретической концепцией статьи, то и результаты вас убедят. Если вы не согласны с теоретической концепцией, то и результаты не будут выглядеть достаточно убедительными». В принципе лучше про эту статью не скажешь.

Но давайте по-порядку и начнем с теоретической концепции
Еще Дарвин высказал предположение, что эволюционные изменения в большой популяции будут более быстрыми, чем в маленькой. В 1930 году его идею подхватил Фишер с оговоркой: количество адаптивных мутаций должно быть очень невелико. Однако тут нам надо еще раз вспомнить, что эволюция базируется на трех китах: время, условия и мутации.
Маленькая популяция — мало особей з мутациями — стабильные условия и скорость размноженя — низкая частота фиксирования профитных мутаций — достижения пика эволюционного оптимума. Другими словами, скорость эволюции в маленькой популяции mutation limited. Например, в лабораторной популяции плодовых мушек дождаться появления мутации, которая приведет к устойчивости хотя бы одной особи к пестициду — одна на миллион мушек. А вероятность, что она зафиксируется, обычно составляет 10%. Однако в природной популяции, где этих мушек несколько миллионов, думаю, уже ясно.

Все понятно и логично, но тут природа преподнесла небольшой сюрприз: в действительности некоторые виды с большим количеством особей эволюционируют тоже медленно. В чем же дело? Мы чуть было не выпустили из вида одного из китов эволюции — условия проживания. То есть важно не только количество особей и соответственно вероятность появления мутаций, а также то, что профитность этой мутации определяют условия: если они не меняются, то и популяция зависает в своем адаптивном оптимуме. Даже если она большая.

Дальше John Hawks продолжает экстраполировать эту идею на человеческую популяцию на примере эволюции развития человеческого мозга. Увеличение размера мозга зажато в естественных тисках: с одной стороны увеличение размера требует энергетических затрат, с другой стороны «неувеличение» приводит к функциональным недостаткам. Естественна селекция при относительно небольшой человеческой популяции требовала бы невероятно длительного времени. И тут Hawks осенила идея: а что если увеличение рамера мозга связано с резким увеличением прироста популяции которое совпало с быстрым изменением условий проживания: миграция, изменение типа питания, болезни и инфекции? Таким образом, быстрое изменения окружающих условий вместе в быстрым приростом популяции приводят к тому, что бОльшее число мутаций возникает и соответственно фиксируется.

Hawks приведит еще один занимательный пример из беседы с экономистами. Например, увеличение человеческой популяции приводит к большей вероятности возникновения новых технологических открытий и прорывов. Я думаю, что если смотреть на эволюцию и развитие языков, то это тоже похоже на эволюцию человеческих генов.

Фактически введение четвертого кита — размера популяции, вернее его прироста, и есть революционным для этой статьи.

Итак, если вы переварили теоретическую часть, переходим к практической. Каким образом показано увеличение числа фиксированных мутаций? Как я уже говорила, мутации в даном случае это коллекция маркеров, которые показывают нам разнообразие снипов у трех больших групп Африки, Азии и Европы. Время фиксирования мутаций определяли с помощью подсчета этого самого неравновесия по сцеплению.
Если вам тут что-то непонятно, что я вряд ли смогу объяснить лучше, потому что я сама не знаю, как технически это делается. Грубо говоря, если мы видим мутацию у 70% особей популяции А, то значит она уже давненько существует. А если в другой популяции Б ее нет, то это означает, что она возникла уже после того, как эти две популяции разделились. Примерно так.

Смотрим картинку

Каждая точка отвечает числу мутаций (я так понимаю снипов), по оси Х — возраст. Красный цвет-анализ африканской популяции, синий цвет — европейской. Как вы видите, большинство мутаций зафиксировалось 10 000 лет тому назад, а «подъем» начался 40 000 тому назад. Причем африканский подъем и пик по времени находятся раньше, чем европейский. Авторы считают, что это можно обяснить тем, что прирост африканской популяции в то время был более интенсивным.

Все красиво и понятно, да?
Проблема в том, что согласно расчетам, получается, что скорость фиксирования мутаций на человеческую популяцию 0.5 в год. Если это так, то это означает, что каждые несколько лет фиксируются новые мутации. То есть не только возникают, и не только нейтральные и вредные, речь идет о «полезных». В даном случае речь, если мы говорим, что фиксируются, то это означает, что они каким-то образом способствуют нашей адаптации и быстро распространяются по популяции. Однако, до сих пор считается, что одна мутация фиксируется за 300 поколений. Получается, то ли Haldane ошибся, то ли Hawks. В принципе, частота появления мутаций на популяцию возрастает с приростом особей, но Hawks, постулируя нуль-гипотезу не учел, что она меняется, а остается константной на протяжении времени.

Ну и больше всего вопросов у критиков к статистической силе метода подсчета неравновесия по сцеплению. Например как определить фальш-позитивные и фальш-негативные соотношения, и зависит ли это от частоты встречаемости аллелей или от эффективности рекомбинации. В общем, кто интересуется статистикой, то тут грамотно объясняют, что дырок в работе навалом.

Лично мне, как молекулярщику, популяционная генетика и эволюция кажутся немного странными. Дело в том, что тут высчитывают какие-то константы и скорости появления и фиксирования нуклеотидных замен, упуская из вида, что эти одиночные нуклеотидные замены происходят в геноме очень неравномерно, с помощью самых разных молекулярных механизмов. Например, достаточно допустить одну замену в гене, регулирующем или осуществляющем ремонт поломок ДНК, как в следующем поколении у нас будет такое количество мутаций, что мало не покажется. Хотя, может быть, прикладывая такую глобальную линейку, подобные мелочи можно игнорировать.

P.S. Ушла на рождественские каникулы до средины января. Всем спасибо за внимание и хороших праздников.

Реклама

8 Responses to Recent acceleration of human adaptive evolution. Часть 3. Статья и критика.

  1. Ета же значіт шо люді ікс сущєствуют, а «Герої» зняті на реальних подіях.

  2. Ета же значіт шо люді ікс сущєствуют, а «Герої» зняті на реальних подіях.

  3. Шо, зубєц-Л засвітився?

  4. Шо, зубєц-Л засвітився?

  5. «достаточно допустить одну замену в гене» — оце і трохи лякає звичайно.

  6. «достаточно допустить одну замену в гене» — оце і трохи лякає звичайно.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: