什么是选择性扫描?(selective sweep?)

选择性扫描,或遗传搭便车,是一个遗传学和进化术语,它解释了由于自然选择,有利适应的等位基因及其染色体上靠近它们的相关等位基因如何在群体中更常见。...

选择性扫描,或遗传搭便车,是一个遗传学和进化术语,它解释了由于自然选择,有利适应的等位基因及其染色体上靠近它们的相关等位基因如何在群体中更常见。

chromosomes with allele highlighted

什么是强等位基因(strong alleles)?

自然选择的工作是为环境选择最有利的等位基因,以便让一个物种一代又一代地传承这些特征。等位基因对环境越有利,拥有该等位基因的个体就越有可能活得足够长,以繁殖后代,并将该等位基因传递给后代。最终,不受欢迎的性状将从群体中繁殖出来,只有强等位基因将继续下去。

选择性扫描是如何发生的

这些首选性状的选择可能非常强烈。在对最理想的性状进行特别强烈的选择后,将发生选择性扫除。不仅编码有利适应的基因频率会增加,并且在人群中会更常见,由与这些有利等位基因接近的等位基因控制的其他性状也会被选择,无论它们是好适应还是坏适应。

这些额外的等位基因也被称为“遗传搭便车”,它们是为选择而来的。这一现象可能是某些看似不受欢迎的性状被遗传的原因,即使它不能使种群成为“最适合的”。关于自然选择如何发挥作用的一个主要误解是,如果只选择所需的性状,那么所有其他负面因素,如遗传疾病,都应该从人群中繁殖出来。然而,这些不太有利的特征似乎依然存在。其中一些可以用选择性扫描和基因搭车的想法来解释。

人类选择性扫描的例子

你认识乳糖不耐症的人吗?乳糖不耐症患者无法完全消化牛奶或奶酪和冰淇淋等奶制品。乳糖是一种存在于牛奶中的糖,需要乳糖酶才能分解和消化。人类婴儿天生具有乳糖酶,可以消化乳糖。然而,当他们成年时,很大一部分人丧失了产生乳糖酶的能力,因此无法再饮用或食用奶制品。

回首祖先

大约10000年前,我们的人类祖先学会了农业艺术,随后开始驯养动物。欧洲对奶牛的驯化使这些人能够使用牛奶作为营养。随着时间的推移,那些具有产生乳糖酶等位基因的个体比那些不能消化牛奶的个体拥有更有利的特性。

欧洲人进行了选择性扫荡,从牛奶和奶制品中获取营养的能力得到了高度肯定的选择。因此,大多数欧洲人都具有制造乳糖酶的能力。其他基因也随着这一选择搭便车。事实上,研究人员估计大约有一百万个碱基对的DNA与编码乳糖酶的序列一起搭便车。

另一个例子是肤色

人类选择性扫描的另一个例子是肤色。当人类祖先从非洲迁移过来时,深色皮肤是抵御太阳直射紫外线的必要保护,阳光直射的减少意味着黑色色素不再是生存所必需的。这些早期人类群体向北迁移到欧洲和亚洲,逐渐失去了深色色素沉着,取而代之的是浅色皮肤。

这种缺乏深色色素的现象不仅受到人们的青睐和选择,控制新陈代谢速率的邻近等位基因也顺其自然。世界各地对不同文化的代谢率进行了研究,发现代谢率与个体生活的气候类型密切相关,就像肤色基因一样。有人提出,在早期人类祖先中,皮肤色素沉着基因和代谢率基因参与相同的选择性扫描。

  • 发表于 2021-10-12 12:12
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  • 分类:生物

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