平衡选择是
平衡选择是指不同的等位基因(一个基因的不同版本)以高于基因突变的频率保留在群体的基因库中的选择过程。
这通常发生在一个基因的杂合子比同合子有更高的相对适配性。通过这种方式,遗传多态性得以保存。
平衡选择的证据可以在一个种群中维持在突变率频率以上的等位基因的数量中找到。所有的现代研究都表明,这种重大的遗传变异在泛生物种群中是很常见的。达尔文、华莱士和其他人的实地经验表明,野外的自然种群是异常丰富的。博物馆收藏的单一物种也讲述了同样的故事。
有几种平衡选择的方式来维持多态性。两个主要的和研究最多的方式是杂合子优势和频率依赖性选择。
平衡选择的机制
杂合体优势
在杂合子优势或杂合子平衡选择中,在某一基因位点为杂合子的个体比为杂合子的个体有更大的健身能力。由这种机制维持的多态性是平衡多态性。
一个被充分研究的案例是人类的镰状细胞性贫血,这是一种损害红细胞的遗传性疾病。镰刀型细胞贫血症是由父母双方的变异血红蛋白基因(HgbS)遗传引起的。在这些人中,红血球中的血红蛋白对缺氧极为敏感,这导致预期寿命缩短。
一个人如果从父母一方继承了镰状细胞基因,而从另一方继承了正常的血红蛋白基因(HgbA),那么他的预期寿命是正常的。杂合体对疟疾寄生虫有抵抗力,每年有大量的人死于疟疾。杂合体的频率保持在很高的水平,因为对两个同质体的选择都很激烈。
在存在疟疾的地方,杂合体具有永久的优势(更高的健身能力)。
与频率有关的选择
当一个表型的适配性取决于其频率时,就会出现频率依赖性选择。
在正的频率依赖性选择中,一个表型的适配性随着它变得更加普遍而增加。在负的频率依赖性选择中,一个表型的适配性随着它变得不常见而增加。例如,在猎物转换中,稀有形态的猎物更适合,因为捕食者集中在更频繁的形态上。
健身在时间和空间上都是不同的
在幼虫和成虫阶段之间,或在生境范围的不同部分之间,一个基因型的适应性可能有很大差异。
在不同层次的选择行为
一个基因型的适配性可能取决于种群中其他基因型的适配性:这涵盖了许多自然情况,其中最好的事情(从生存和繁殖的角度来看)取决于种群中其他成员当时正在做什么。
镰刀形红血球。在非洲和印度的人类中,由于其对疟原虫的抵抗力,杂合子的这种非致命条件通过平衡选择得以维持。
问题和答案
问:什么是平衡选择?答:平衡选择是一个过程,通过这个过程,不同的等位基因以高于基因突变的频率在种群的基因库中得以维持。
问:为什么会发生平衡选择?
答:当一个基因的杂合子比同合子具有更高的相对适配性时,就会发生平衡选择。
问:什么是遗传多态性?
答:遗传多态性是指在一个群体中出现不同形式的特征,如不同的等位基因。
问:如何找到平衡选择的证据?
答:平衡选择的证据可以从一个种群中维持在突变率频率以上的等位基因的数量中找到。
问:遗传变异在泛美种群中是否常见?
答:是的,所有的现代研究都表明,显著的遗传变异在泛美种群中是常见的。
问:达尔文和华莱士关于自然种群的经验是什么?
答:达尔文、华莱士和其他研究人员都观察到,野外的自然种群是异常丰富的。
问:平衡选择维持多态性的两种主要方式是什么?
答:平衡选择维持多态性的两个主要途径是杂合子优势和频率依赖性选择。