Сліди природного відбору

Вплив природного відбору на генофонд популяції важко спостерігати в природі через повільність процесу. Безпосередньо спостерігати відбір, що діяв на популяцію в минулому, і зовсім неможливо без машини часу. На щастя, це і не обов’язково, тому що відбір, націлений на той чи інший локус (ділянка молекули ДНК), залишає в геномах легкоразлічімие сліди. Ми можемо їх побачити, тому що роздільна здатність молекулярного методу дослідження тепер фантастична – один нуклеотид. Ще 15-20 років тому це здавалося дивом, чарами. Геноми вивчали за допомогою схрещувань мутантів, становили генні карти, дозвіл такого методу було не вище частин хромосом або груп генів, але аж ніяк не одного нуклеотиду. Це все одно що замінити 20-кратну лупу на електронний мікроскоп. І якщо вже еволюційні механізми працюють з спадковим матеріалом – послідовностями ДНК і РНК, то при такій роздільній здатності молекулярного методу ми це побачимо.
Сліди роботи еволюційних механізмів бувають двох типів. Кожна амінокислота кодується або одним, або, частіше, декількома певними трійками (триплетами) нуклеотидів. Якщо амінокислота кодується одним-єдиним триплетом, то заміна будь-якого нуклеотиду в триплети призведе до заміни амінокислоти; якщо вона кодується декількома триплетами, то заміна одного нуклеотиду може призвести або до заміни амінокислоти, або до заміни триплета іншим з можливого набору, а амінокислота залишиться тією ж. Заміна нуклеотиду без заміни амінокислоти називається синонімічно, а якщо амінокислота змінюється, то отримаємо несинонимичной, або значиму, заміну. Якщо, порівнюючи якийсь ген у двох організмів, ми бачимо, що серед спостережуваних розходжень переважають значущі заміни, це вказує на дію позитивного відбору, який підтримував корисні мутації в цьому гені. Якщо, навпаки, різко переважають синонімічні заміни, а значущих немає або дуже мало, – це слід негативного відбору, який відбраковував всі значущі мутації, бо вони виявлялися шкідливими. Проміжне співвідношення вказує на нейтральну еволюцію. Таким чином, відношення синонімічних і несинонимичной замін свідчить про направлення відбору, і це перший тип «слідів», що залишаються в геномі природним відбором.

Посилання на основну публікацію