Какие эволюционные силы (дрейф, миграция, отбор, мутация) были бы наиболее значимы при основании новой популяции малого размера на изолированном острове и почему?
Главные силы и почему: 1) Дрейф (включая эффект основателя/узкого места) — самый значимый сразу после основания. При малой численности случайные флуктуации частот аллелей велики: величина генетической «шума» пропорциональна 1/(2N)1/(2N)1/(2N), поэтому для малой популяции частоты быстро меняются и многие аллели теряются или фиксируются случайно. Эффект основателя означает, что начальные частоты отражают только аллели учредителей, что резко снижает генетическое разнообразие. 2) Внутрипопуляционное скрещивание/инбридинг — тесно связано с малой NNN. Инбридинг повышает гомозиготность и проявление рецессивных вредных аллелей, что влияет на фитнес и генетическую структуру популяции. 3) Отбор — действует, но его эффективность при малых NNN ограничена. Пороговый критерий: если ∣s∣≪1/(2N)|s| \ll 1/(2N)∣s∣≪1/(2N), то дрейф доминирует над отбором; иначе сильный отбор (∣s∣|s|∣s∣ крупнее этого порога) всё ещё способен изменять частоты. Например, при N=50N=50N=50 порог примерно 1/(2N)=0.011/(2N)=0{.}011/(2N)=0.01 — селективные коэффициенты ниже ~0.01 в основном «поглощаются» дрейфом. 4) Мутация — источник новой вариации, но поначалу маловажна по сравнению с дрейфом в короткой перспективе, т.к. скорость введения новых аллелей порядка μ\muμ на локус за поколение (обычно очень мала). В долгосрочной перспективе комбинация мутации и дрейфа определяет восстановление диверситета и дивергенцию от материковой популяции. Кратко: сразу и в краткосрочной перспективе — дрейф (и эффект основателя/инбридинг) наиболее значим; отбор важен только для достаточно сильных эффектов; мутация влияет медленно; миграция при изоляции пренебрежимо мала.
1) Дрейф (включая эффект основателя/узкого места) — самый значимый сразу после основания. При малой численности случайные флуктуации частот аллелей велики: величина генетической «шума» пропорциональна 1/(2N)1/(2N)1/(2N), поэтому для малой популяции частоты быстро меняются и многие аллели теряются или фиксируются случайно. Эффект основателя означает, что начальные частоты отражают только аллели учредителей, что резко снижает генетическое разнообразие.
2) Внутрипопуляционное скрещивание/инбридинг — тесно связано с малой NNN. Инбридинг повышает гомозиготность и проявление рецессивных вредных аллелей, что влияет на фитнес и генетическую структуру популяции.
3) Отбор — действует, но его эффективность при малых NNN ограничена. Пороговый критерий: если ∣s∣≪1/(2N)|s| \ll 1/(2N)∣s∣≪1/(2N), то дрейф доминирует над отбором; иначе сильный отбор (∣s∣|s|∣s∣ крупнее этого порога) всё ещё способен изменять частоты. Например, при N=50N=50N=50 порог примерно 1/(2N)=0.011/(2N)=0{.}011/(2N)=0.01 — селективные коэффициенты ниже ~0.01 в основном «поглощаются» дрейфом.
4) Мутация — источник новой вариации, но поначалу маловажна по сравнению с дрейфом в короткой перспективе, т.к. скорость введения новых аллелей порядка μ\muμ на локус за поколение (обычно очень мала). В долгосрочной перспективе комбинация мутации и дрейфа определяет восстановление диверситета и дивергенцию от материковой популяции.
Кратко: сразу и в краткосрочной перспективе — дрейф (и эффект основателя/инбридинг) наиболее значим; отбор важен только для достаточно сильных эффектов; мутация влияет медленно; миграция при изоляции пренебрежимо мала.