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進化と自然選択:学習ガイド

重要なポイント

進化とは、世代を重ねるうちに対立遺伝子の頻度が変わることである。自然選択は適応度に関する遺伝する変異に作用するが、遺伝的浮動、遺伝子流動、突然変異は適応度に関係なく頻度を変える。

  • 自然選択には、変異、遺伝、そして生存や繁殖の差が必要である。適応度は相対的な繁殖成功度で、選択係数 s は適応度の不利さである。
  • 遺伝的浮動は対立遺伝子頻度のランダムな変化で、小さな集団で最も強い。創始者効果とボトルネックはその特別な場合である。
  • 遺伝子流動は集団間で対立遺伝子を運び、集団間の違いを小さくする。突然変異は新しい対立遺伝子の根本的な源である。
  • 分子時計は、配列の違いの数と既知の置換速度から分岐の時期を推定する。

主な式

  • q′ = q(1 − sq) ÷ (1 − sq²)
  • w = 1 − s
  • divergence time = difference ÷ (2 × rate)
  • F = 1 − H_obs ÷ H_exp

例題

ある対立遺伝子の頻度が p = 0.6、q = 0.4 で、劣性ホモ接合体の選択係数が s = 0.5 とする。1 世代後は q′ = q(1 − sq) ÷ (1 − sq²) = 0.4 × (1 − 0.2) ÷ (1 − 0.08) = 0.32 ÷ 0.92 = 0.35 である。部位の 6 % が異なる 2 種で、分岐速度が 100 万年あたり 2 % なら、約 300 万年前に分かれたことになる。

よくある間違い

  • 個体が進化すると言うこと。進化するのは集団で、個体は対立遺伝子を変えない。
  • 選択が必要な変異をつくり出すと考えること。選択はすでにある変異にだけ作用する。
  • 浮動を選択と同じに扱うこと。浮動は適応度に関してランダムである。

練習

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