פופר ואבולוציה

[Gidi Shemer]

מדוע?

אלל לא יכול להתקבע רק בגלל סחף גנטי, ללא שום לחצי ברירה טבעית? ניקח לדוגמא, נדידה של תת אוכלוסיה קטנה יחסית מתוך אוכלוסיה גדולה, כאשר התפלגות של אללים מסוימים שונה בין האוכלוסיה הקטנה לאוכלוסיה המקורית (לדוגמא, בגלל ה- sampling הקטן יותר). אם האוכלוסיה הקטנה נודדת פיזית ולא באה במגע עם האוכלוסיה המקורית, מדוע שאלל מסויים וניטרלי לא יתקבע באוכלוסיה הקטנה, גם ללא לחצי ברירה טבעית?

 

[Gidi Shemer]

ועוד דוגמא- founder effect

מטציות שלא רק שנותנות יתרון יחסי, אלא להיפך. לצורך הדוגמא- מוטציה בגן ל- APC בקהילה המורמונית.

 

[22ק ו ס ם]

בדיוק, סחף גנטי מגדיל את הסיכוי למחלות גנטיות

 

[22ק ו ס ם]

בוודאי, לא זה מה שאמרתי או התכוונתי

founder effect הוא דוגמא טובה להתפשטות אללים באוכלוסייה באופן מקרי. אבל הנקודה המרכזית היא שאין כאן שום פיתוח של תכונה חדשה או אדפציה לסביבה. איך יכולה להתפתח תכונה מורכבת כמו העין רק על ידי סחף? הרי סחף לא נושא בתוכו שום מוטאציה חדשה.

 

[Gidi Shemer]

ואני פיספסתי מילה חשובה שכתבת

והיא "מורכבת". מתנצל.

 

[22ק ו ס ם]

אין צורך, זה קורה כל הזמן פה

 

[ranisharoni]

זה מה שחשבתי

ממרום בורותי. ניסיתי לחשוב על אבולוציה בצורה אלגוריתמית בדומה לאלגוריתם גנטי. יש לקודד את חוקי הברירה הטיבעית + סיכויי מוטציות ושיחלופים. בהינתן תנאי ההתחלה נראה תופעות כמו "סחף גנטי" מבלי לקודד אותם מפורשות. הגיוני?

 

[אני רק עובר]

תכונות מורכבות דורשות מספר מוטציות

שלכל אחת מהן בפני עצמה בד"כ פיטנס נמוך, אם בכלל, ולכן מחייבות סחף גנטי. אתה צריך להגדיר למה בדיוק אתה מתכוון ב"רק או בעיקר". ברירה טבעית וסחף גנטי שניהם חיוניים ליצירת התאמות מורכבות, אך סחף גנטי בלי ברירה טבעית מספיק ע"מ ליצור שונות גנטית מאוד מגוונת כולל מינים חדשים. על פי הקונצנזוס כיום בגנטיקה של אוכלוסיות, מוטציה חייבת יתרון פיטנס חזק מאוד (עשרות אחוזים) ע"מ להתקבע ללא סיוע משמעותי מסחף גנטי. כלומר כמעט כל התכונות האדפטיביות שאתה יכול לחשוב עליהן היו חייבות סחף גנטי ע"מ להתקבע. לא מעט ביולוגים אינם מודעים לכך. בביולוגיה מולקולרית, סחף גנטי הפך מזמן להשערת האפס, וברירה טבעית היא זו שמחייבת הוכחה.

 

[22ק ו ס ם]

למה הן מחייבות סחף גנטי?

איך סחף גנטי בלי שום מוטאציה יכול ליצור מין חדש? סחף גנטי יכול לעזור במקרים מסוימים אבל הוא עובד בעיקר על אוכלוסיות קטנות. כשיש לך אוכלוסיות גדולות הסחף הגנטי הרבה פחות משמעותי אם בכלל. אני חושב שזו הסיבה שביולוגים מולקולריים מדגישים את הסחף הגנטי כי הם עובדים בהגדרה עם אוכלוסיות קטנות ותחת בקרה.

 

[אני רק עובר]

כמובן שיש מוטציות

השאלה היא איך מוטציות יכולות להתקבע ( = להשתלט על האוכלוסיה). יש שני כוחות עיקריים שתורמים להתקבעות מוטציות - סחף גנטי וברירה טבעית. יש עוד כמה אפקטים רנדומליים שלצורך הדיון ניתן לכלול את רובם תחת הכותרת של סחף גנטי. למרות שעדיין יש היום לא מעט ויכוחים בגנטיקה של אוכלוסיות, יש בהחלט קונצנזוס על עובדה פשוטה - מוטציה צריכה להיות בעלת אחוז פיטנס מאוד גדול ע"מ להתקבע ללא עזרת סחף גנטי. מוטציה אדפטיבית עם יתרון פיטנס "נורמלי" כמו 1% או 5% או אפילו 10% לא תצליח להתקבע ללא עזרה משמעותית מסחף גנטי. במספרים: כלל האצבע המקובל לסיכויי ההתקבעות של מוטציה אדפטיבית עם אחוז פיטנס S הוא 2S. למשל למוטציה שנותנת לך בכל דור יתרון של 10% במספר הצאצאים (יתרון נכבד מאוד) יש הסתברות של 0.2 להתקבע. כלומר רק אחת מתוך חמש מוטציות כאלו שורדת באבולוציה. ומי הזוכה? מי שהמזל = סחף גנטי היה בעדה. הסיבה העיקרית שביולוגים מולקולרים עובדים עם סחף גנטי היא שכל הממצאים מהשוואות רצף דנ"א מראים קצב קבוע של התקבעות הרוב הגדול של מוטציות ("שעון מולקולרי") וזה ניבוי של המודל הניטרליסטי.

 

[22ק ו ס ם]

השאלה לא איך מוטאציות מתקבעות

אלא איך הן יוצרות תכונות מורכבות. אין שאלה שסחף גנטי קובע לקיבוען של אללים מסוימים באוכלוסייה רק שזה קורה בצורה אקראית ולא אדפטיבית. אני חולק עליך בעניין ההסכמה לגבי החשיבות של הסחף הגנטי ככוח משמעותי. אני לא יודע מה אתה קובע כיתרון נורמלי אבל יש מודלים טובים שמראים התפשטות תכונה ללא צורך בסחף. ולא ענית לי על השאלה, איך זה עובד באוכלוסיות גדולות שבהן סחף לא עובד?

 

[אני רק עובר]

עוד הערה

אחרי שקראתי כמה תגובות אחרות בשרשור הזה, נראה שיש פה דעה כללית שסחף גנטי זה משהו שקורה בעיקר או רק באוכלוסיות קטנות. זו בפירוש טעות. מספר המוטציות שמתקבעות בסחף גנטי באוכלוסיה גדולה שווה למספר שמתקבע באוכלוסיה קטנה מאוד. אי התלות בגודל האוכלוסיה זה בדיוק הבסיס למדידות "שעון מולקולרי". ההבדל הוא רק שבאוכלוסיה גדולה, הסיכוי של מוטציה ספציפית להתקבע בסחף גנטי קטן יותר (אבל מצד שני יש יותר מוטציות כאלו), ושהזמן הממוצע שלוקח לה להתקבע ארוך יותר. בנוסף, ברירה טבעית אכן עובדת יותר טוב באוכלוסיות גדולות (כי יש יותר פרטים שתורמים מוטציות ולכן סיכוי טוב יותר לגלות מוטציה מועילה ספציפית). אבל אפילו באוכלוסיות מאוד גדולות, הרוב המוחץ של המוטציות מתקבע בסחף גנטי.

 

[22ק ו ס ם]

אני לא מכיר קונצנזוס כזה

לפי מה שאני מכיר הדיעה המקובלת בקרב ביולוגית היא שסחף עובד בעיקר על אוכלוסיות קטנות. בכל מקרה, הנקודה המרכזית היא שלסחף אין שום כיוון בעיצוב תכונות. directional selection יכולה לעבוד רק עם ברירה.

 

[אני רק עובר]

אתה צריך קורס בסיסי על המודל הנייטרליסטי

והיישומים שלו בביולוגיה מולקולרית ובביואינפורמטיקה. לא מפתיע כי אתה לא ביולוג ולמרבה הצער אפילו הרבה ביולוגים לא מקבלים את הרקע הזה באופן מסודר (גם אני לא קיבלתי, ונאלצתי ללקט קצת מפה ומשם). כמו שהסברתי בפוסטים הקודמים, זה נכון ש- directional selection חייבת ברירה טבעית, וזה באותה מידה נכון שהיא חייבת סיוע מסחף גנטי.

 

[22ק ו ס ם]

מודלים כבודם במקומו מונח, השאלה מה קורה בפועל

הנקודה המרכזית היא שאין התפתחות תכונות מורכבות בלי ברירה וזה לא מחייב סחף גנטי. סחף גנטי כשלעצמו יכול להוסיף אבל בפני עצמו הוא לא יכול להוביל להתפתחות תכונות כאלו. כלומר, בסופו של דבר הברירה היא הגורם החשוב. אגב, בויקיפדיה האנגלית די מסכימים עם מה שאני אומר בערך שלהם על סחיפה.

 

[אני רק עובר]

כאמור המודל הזה אומץ באופן נרחב

כי הניבוי העיקרי שלו (קצב קבוע של הצטברות מוטציות בלי תלות בגודל האוכלוסיה) מאומת באופן קבוע ומוחץ בכל בדיקה פילוגנטית של רצף דנ"א כלשהו. אפשר לומר שזהו אחד הניבויים המדהימים והנבדקים ביותר במדע המודרני. אני אחפש מקור יותר טוב מויקיפדיה.

 

[אני רק עובר]

אם כבר אתה בויקי תתחיל פה

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutral_theory_of_molecular_evolution מאוד שטחי ולא כמותי אבל פחות או יותר בכיוון.

 

[22ק ו ס ם]

על פי הקישור שהבאת היא לא ממש מקובלת

יש בה הרבה חורים ובעיות.

 

[אני רק עובר]

פרק מתוך טקסטבוק נפוץ

http://www.genomics.arizona.edu/553/Readings/Graur_Li_2000.pdf אפשר להתחיל לקרוא מעמ' 47, ושים לב בייחוד לעמ' 57.

 

[אני רק עובר]

ובעמ' 54 מקבלים את הקרוב של 2S