Учёные утверждают, что эволюция работает не так, как мы думали
Новое исследование ставит под сомнение нейтральную теорию молекулярной эволюции, показывая, что полезные мутации возникают часто, но редко закрепляются из-за постоянных изменений среды, заставляя виды бесконечно «догонять» движущуюся цель
Короткое резюме
Исследование Мичиганского университета бросает вызов классической Нейтральной теории молекулярной эволюции, согласно которой большинство закрепляющихся в популяции мутаций нейтральны. Эксперименты с глубоким мутационным сканированием на дрожжах и кишечной палочке (E. coli) показали, что более 1% мутаций являются полезными в данной среде — это гораздо чаще, чем предсказывает теория. Однако общая скорость фиксации мутаций в природных популяциях остаётся низкой, что создаёт кажущееся противоречие.
Учёные предложили новую концепцию «Адаптивного отслеживания с антагонистическим плейотропием» для его разрешения. Они продемонстрировали, что из-за постоянных изменений окружающей среды мутация, полезная в одних условиях, может стать вредной в других. В эксперименте дрожжи, эволюционировавшие в меняющейся среде, демонстрировали значительно меньше закрепившихся полезных мутаций, чем в стабильной, так как среда менялась раньше, чем мутация успевала распространиться. Таким образом, процесс отбора идёт активно, но его результат часто выглядит нейтральным.
Выводы предполагают, что популяции редко бывают идеально адаптированы к своей среде; они постоянно «догоняют» её изменения. Это имеет широкие последствия, в том числе для понимания здоровья человека: наши гены адаптированы к прошлым условиям среды, которые радикально отличаются от современных. Исследователи планируют изучить, применимы ли эти закономерности к многоклеточным организмам, и выяснить, почему даже в стабильной среде полная адаптация занимает так много времени.
Частота полезных мутаций выше ожидаемой
Более 1% мутаций, изученных в экспериментах с глубоким сканированием, оказались полезными в данной среде, что противоречит прогнозам Нейтральной теории о редкости таких событий
Роль изменчивой среды
Ключевая причина, почему эти полезные мутации редко закрепляются, — постоянные изменения окружающей среды, которые превращают бывшее преимущество в недостаток до того, как мутация успеет распространиться
Новая концептуальная рамка
Предложена модель «Адаптивного отслеживания с антагонистическим плейотропием», объясняющая, почему активный отбор часто приводит к нейтральным по результату генетическим изменениям в популяции
Следствия для понимания адаптации
Популяции почти никогда не бывают полностью адаптированы к текущей среде, так как она меняется быстрее, чем происходит фиксация полезных признаков; это справедливо и для человека в современном мире
Текст сгенерирован с использованием ИИ
