자연 선택과 집단 유전학 시뮬레이터

자연 선택 시뮬레이터 사용법

1. 나방 집단이 나무껍질에 앉아 있습니다. 각 나방은 색 유전자를 두 벌 가지며, A는 어두운 색, a는 밝은 색입니다. 새는 나무껍질에서 눈에 띄는 나방을 사냥하고, 선택 강도가 그중 얼마가 먹히는지를 정합니다. 살아남은 나방이 무작위로 짝짓기하고 다음 세대가 그 자리를 이어받습니다.
2. 밝은 나무껍질 위에 어두운 나방이 적은 상태에서 시작하면 어두운 대립유전자가 사라져 갑니다. 산업 혁명기 영국에서 그을음이 그랬듯 나무껍질을 어둡게 바꾸면, 수십 세대 만에 그것이 퍼집니다. 그래프는 어두운 대립유전자의 빈도를 선택만 있을 때의 회색 선과 함께 보여 줍니다.
3. 선택 강도를 0으로, 집단을 크게 하면 유전자형이 하디-바인베르크 비율 p², 2pq, q²와 맞고 χ² 검정도 이를 지지합니다. 그다음 선택을 더하거나 집단을 작게 해 우연한 부동이 지배하게 하면 평형이 깨집니다. 하디-바인베르크 계산기로 여러분이 센 수에 같은 계산을 할 수 있고, 퍼넷 사각형 계산기는 그 뒤의 교배를 보여 줍니다.

자주 묻는 질문

하디-바인베르크 평형이란 무엇인가요?

무작위로 짝짓기하고 선택, 돌연변이, 이주, 부동이 없는 큰 집단에서는 대립유전자 빈도가 세대가 바뀌어도 같고, 유전자형은 p² AA, 2pq Aa, q² aa에 자리 잡습니다. 집단 유전학의 귀무 모델로, 실제 집단이 여기서 벗어나면 이 조건 중 하나가 지켜지지 않고 있다는 뜻입니다.

자연 선택은 대립유전자 빈도를 어떻게 바꾸나요?

어떤 유전자형의 개체가 더 잘 살아남거나 더 많이 번식하면, 그 대립유전자가 더 자주 전해집니다. 어두운 나무껍질에서 어두운 나방이 밝은 나방보다 30% 더 잘 살아남으면 어두운 대립유전자의 빈도가 세대마다 조금씩 오르며, 그 양은 p, q와 그 대립유전자가 우성인지에 달려 있습니다. 드문 열성 대립유전자는 사본이 거의 모두 이형 접합체에 숨어 있어 선택에 거의 보이지 않습니다.

유전적 부동이란 무엇인가요?

어떤 개체가 우연히 번식하느냐에 따른 대립유전자 빈도의 무작위 변화입니다. 각 세대는 앞 세대의 표본이며, 작은 집단에서는 그 표본이 크게 빗나갈 수 있고 변화의 표준 편차는 √(pq/2N)입니다. 부동은 선택이 전혀 없어도 대립유전자를 고정하거나 잃게 할 수 있어서, 작고 고립된 집단은 유전적 다양성을 잃습니다.

회색가지나방 이야기는 사실인가요?

네. 산업 혁명기 영국에서 회색가지나방의 어두운 형은 1840년대에는 드물었지만, 그을음이 지의류를 죽이고 나무를 검게 만들면서 1900년 무렵 맨체스터 주변에서 90%를 넘었고, 1950년대 대기 정화법 이후 다시 줄었습니다. 2012년에 발표된 마이클 머제러스의 대규모 연구를 비롯한 현장 연구로, 새가 눈에 띄는 나방을 더 많이 먹는다는 것이 확인되었습니다.

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아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.