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适合度的相对性与路径依赖的自然选择
生物多样性
2022, 30 (1):
21323-.
DOI: 10.17520/biods.2021323
自然选择理论认为生物个体或者种群在进化的过程中, 其基因或者性状、行为策略的选择一定是能够提高其适合度或者达到某个可期的“目标”。然而, 随着某个突变基因或者性状特征、行为策略在种群中扩散, 其期望收益将随着其在种群中分布的密度变化或环境改变而发生改变, 这就是适合度景观的悖论, 即静态的、固定可期望的收益可能因此而不存在。基于动态而非静态适合度景观的概念, 我们提出路径依赖的自然选择概念。路径依赖的自然选择过程中, 一个突变的基因或表型在某种环境下随机产生, 但是该基因或表型在某些特定环境下会产生正反馈。尤其是在正反馈与随机漂变的共同作用下, 多条路径的演化就可能发生, 并且其路径的形成将同时受到其种群进化历史过程和空间特征分布等因素的强烈影响。而在不同路径下, 由于观测维度、角度和尺度的不同, 适合度意义将因此而存在不同。在此意义下, 自然选择更可能选择路径频率而不是适合度大小。基于上述概念, 我们借鉴现代物理学中复函数的方法, 来描述多重动力对物种形成或者生物特征、种群进化等路径依赖的演化过程, 以期为同域物种、隐存种形成以及生物多样性演化提供解释机制。  View image in article
图3
表型A从表型值x0出发演化到表型值xn的其中两条路径。从x0到xn的转移概率是两个表型值之间所有可能经历的类似路径的概率求和。
正文中引用本图/表的段落
表型在动态的适合度景观上演化时, 一方面向着下一时刻的最优表型进化, 另一方面受到随机漂变因素的影响, 下一时刻可以通过复制和突变的方式以一定的概率(即所谓的转移概率)演化至不同的状态。某一表型在每个时刻的不同表型值遵循这样的规则演化便可在一段时间后形成演化的路径(图3)。以表型A的频率为例, 其频率在t0时刻为a1, 在tn时刻为an, 中间经过tk时刻, 频率为ak。记从a1到ak的概率为
本文的其它图/表
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