基本介紹
- 中文名:達爾文適合度
- 外文名:Darvinian fitness
- 提出者:達爾文
- 別稱:相對適合度
簡介,度量方法,意義,
簡介
用於度突變、遷移和漂變的參數分別是突變率、遷移率和等位基因頻率的方差。通常用於度量自然選擇的參數是達爾文的適合度,或相對適合度(也算為選擇值或適應值)。適合度是一個基因型繁殖的相對幾率,也就是它的生殖有效性的度量。
自然選擇通過差別繁殖而起作用,因此,適合度通常表達的是生殖效率的相對的、而不是絕對的度量。為了數學上的方便,遺傳學家通常將具有最高生殖效能的基因型的適合度值定為1。假定在一個基因座位上有三種基因型,純合子每生一個子代,雜合子也平均生一個子代,但是,純合子只生0.8個子代。那么三種基因型的適合度分別為1,1和0.8。
度量方法
適合度的度量方法就是把一種基因型所產生的後代數與另一種所產生的後代數相比較,例如基因型AA的個體平均產生100個達到成熟(成年)的後代,而aa基因型在同樣的環境下只產生90個,比較起來,aa的生殖效率就比A A低10/100=0.1。因此可以認為AA相對於aa來說具有比較優越的適應值或者適合度,而aa相對來說則是“有害的”。用w表示適合度,w就是一種基因型存活到成熟的後代數與另一個基因型存活到成熟的後代數的比例,一般以生殖最多的基因型的適合度為1,而以致死的為0。因此,在上面舉的例子中AA的適合度就是W。=1.00,aa的適合度則是=0.90。由於選擇的作用使一種基因型適合度減少的值叫做選擇係數(seletive cofficicnt),用s 表示,上面的例子中AA基因型的s=0, aa基因型的s=0.1. w與s之間的關係是w =1-s,或者是s=1-w,在許多情況下,開始研究時可以設生殖力最高的一個基因型的適合度為1,然後算出其他基因型的相對適合度。經過一段時間的研究之後,可以發現生殖力更高的基因型,這樣,適合度可以超過1。
意義
我們所要討論的基本概念是,哪些個體在遺傳上比另一些個體更為適應。“適者生存” 這個短語已經和達爾文的名字緊密相連(事實上它是《物種起源》第四章的標題),但在實際上“達爾文適合度”( Darwinian fitness) 這個詞比“適者生存”的提法更好,因為按照達爾文的意思,一個個休有機會生存到成年,但卻是不育的,因而對進化無甚貢獻,不能說這樣的個體是最適者。最適的重要標誌是,這種基因型的個體較之另一些不同基因型的個體,在下一代能夠產生更多的後代。所謂適合度指的就是這種情形,這一概念便於把變異分為:影響從合子形成直到成熟這一時期的生存機會(生存性)的變異,以及影響由成熟個體產生的成活後代的數目(能育性)的變異。
只有當適合度的差異具有遺傳的基礎時,進化才能發生,但怎樣確定具有不同適合度的個體在遺傳上的差異呢?我們不能知道兩個個體的全部基因型,但卻可以識別一小部分即有限數目基因的情況。因為某些性狀的效果是可以知道的,無論這些觀察到的表現是能夠直接或不能夠直接影響到適合度。相反,我們可以直接測量到我們認為必然強烈影響到全部適合度的某些性狀,例如鳥類的下卵數目等等。如果我們從雜交試驗中知道,窩卵數(clutch size)是一種可遺傳的性狀,我們就可以預期自然選擇將導致提高增加窩卵數的拈因頻率,這種探討的不足之處是,我們所選的任何性狀僅僅是整體的一部分。
Lack在1948年曾證明,歐驚鳥有最適的窩卵數,高於此數則每隻小鳥的食料將受到限制,它們的生活力將降低,實際上如窩卵數過大,相對生產力反而不利。
能夠作出定量的估算和預測來研究自然選擇效果的另一種方法,是研究某些基因頻率的變化,而這些基因的分離現象,從一些能看到的性狀上是容易觀察到的。