Модель «дома из карт» побеждает в эволюции
Исследователи из Йеля, используя сложное моделирование геномных данных разнообразных видов, ответили на давний вопрос о том, какая конкурирующая модель эволюции работает лучше.
Их исследование предполагает, что модель «дома из карт» — которая утверждает, что мутации с большим эффектом эффективно перетасовывают геномную колоду — лучше объясняет эволюционные процессы, чем теория о накоплении множества мутаций с малыми эффектами.
«Мы обнаружили, что эта модель применима в огромных эволюционных масштабах времени — у дрожжей, червей и мух», — сказал Джеффри Таунсенд, старший автор исследования, опубликованного в журнале Molecular Biology and Evolution.
Исследование оценило три классические модели того, как организмы остаются стабильными во времени в присутствии мутаций и отбора. Анализ специально оценивал влияние этих сил на экспрессию генов, которая десятилетиями признавалась ключевым компонентом эволюционных изменений.
Дарвин, конечно, ничего не знал о генах, формулируя свою теорию естественного отбора. Когда была открыта решающая роль генов, большинство эволюционных биологов предположило, что случайные мутации сохраняются в популяциях, если помогают организму выжить или размножиться. Поскольку мутации с большим эффектом почти всегда фатальны, одна классическая модель утверждает, что большинство мутаций должны иметь малые эффекты и что многие из них должны накопиться, чтобы создать новые признаки и формы.
Другая теория предполагает противоположное: мутации вызывают не малые изменения в приспособленности, а запускают каскад изменений — эволюционный «дом из карт». Третья теория ещё проще: мутации вообще не влияют на приспособленность. Недавние открытия о том, как небольшие фрагменты генетического материала регулируют экспрессию крупных сетей генов, подогрели интерес к модели «дома из карт», но только сейчас теория была успешно продемонстрирована как применимая к разнообразным организмам на геномном уровне.
«Эти модели существуют десятилетиями, но новая технология впервые позволяет собрать данные, которые могут проверить, какая модель является фундаментальной для процесса эволюции», — сказал Таунсенд.