Il meccanismo di aggiornamento Moran Bd con mutazione continua è mostrato per un piccolo grafico. Credito:Max-Planck-Istituto di Biologia Evoluzionistica
Gli scienziati del Max Planck Institute di Plön hanno dimostrato che le strutture della popolazione che migliorano l'effetto della selezione non portano necessariamente anche a una maggiore forma fisica. Al contrario, è fondamentale per massimizzare la forma fisica impedire che si stabiliscano mutazioni dannose.
La teoria dei grafi evolutiva, una branca della biologia teorica, studia come la struttura della popolazione può influenzare la probabilità che un mutante prenda il controllo ("ripara") una popolazione e quanto tempo impiega in genere. In passato si è sempre considerato il caso di un singolo individuo mutato. Nei sistemi in continua evoluzione, tuttavia, si verificano continuamente nuove mutazioni.
In genere, tuttavia, questi non si verificano da nessuna parte, ma piuttosto sempre più dove gli individui si riproducono. A lungo termine, tali modelli assumono quindi uno stato di equilibrio in cui la forma fisica non cambia più in media.
Intuitivamente, è stato finora ipotizzato che i potenziatori della selezione aumentino l'idoneità media della popolazione in questo equilibrio e i soppressori della selezione diminuiscano l'idoneità media della popolazione in questo equilibrio. Tuttavia, Nikhil Sharma e Arne Traulsen del Dipartimento di Teoria Evoluzionistica del Max Planck Institute for Evolutionary Biology di Plön, in Germania, sono stati in grado di dimostrare che un altro gruppo di grafici, i cosiddetti soppressori della fissazione, possono raggiungere la forma fisica media più alta della popolazione.
La ragione principale di ciò è la loro capacità di prevenire efficacemente la fissazione di mutanti dannosi. "Ciò mette in evidenza l'importanza dei mutanti dannosi per le dinamiche evolutive a lungo termine, che è stata trascurata in letteratura", afferma Nikhil Sharma.
L'influenza della struttura spaziale
La struttura spaziale può influenzare significativamente le dinamiche evolutive. Ma tradizionalmente, questo ha esaminato le normali strutture della popolazione, che non hanno alcuna influenza sulle probabilità di fissazione. Negli ultimi anni, tuttavia, è stato riscontrato che strutture non regolari hanno influenze molto complesse sulle probabilità e sui tempi di fissazione.
Normalmente, queste dinamiche vengono studiate osservando il processo di fissazione di una singola mutazione in un locus scelto casualmente, consentendoci di classificare strutture che amplificano l'effetto della selezione. Il nuovo modello mostra che il processo di fissazione di singole mutazioni in dinamiche evolutive a lungo termine è caratterizzato da un equilibrio tra mutazione, selezione e processi casuali.
Lo scopo di tali modelli astratti è comprendere il ruolo della struttura della popolazione sui processi evolutivi. Teoricamente, la biotecnologia potrebbe sfruttare tali strutture per rendere i sistemi robusti contro le mutazioni o per selezionare mutazioni vantaggiose.
La ricerca è stata pubblicata in Proceedings of the National Academy of Sciences . + Esplora ulteriormente
