Расшифровка основ теоремы естественного отбора Фишера

Понимание Основного Теоремы Нормального Отбора Фишера

Основная теорема Фишера о естественном отборе является важнейшей концепцией в эволюционной биологии, часто сравниваемой с законом всемирного тяготения в физике из-за её фундаментального значения. Представленная Рональдом А. Фишером в 1930 году, теорема связывает изменение средней приспособленности популяции с генетической дисперсией приспособленности в пределах популяции. Давайте погрузимся в формулу, её компоненты и реальное значение.

Формула и её компоненты

Формула по сути утверждает, что скорость увеличения средней фитнеса популяции равна аддитивной генетической изменчивости в фитнесе:

Это можно разбить на два основных компонента:

• дисперсияФитнесаЭто аддитивная генетическая дисперсия в приспособленности в популяции. Она измеряет, насколько значения приспособленности варьируются из за генетических различий. Обычно это измеряется в условных единицах приспособленности, которые количественно определяют генетические вариации.
• средняяФитнесЭто средняя фитнес метода популяции, начисляемая путем суммирования всех значений фитнеса и деления на количество особей. Это также измеряется в единицах фитнеса.

Деление аддитивной генетической дисперсии в фитнесе на средний фитнес позволяет получить скорость увеличения фитнеса, что помогает нам понять, как естественный отбор приводит к эволюционным изменениям.

Уточнение входных и выходных данных

Входы и выходы этой формулы могут быть немного абстрактными, поэтому давайте сделаем их более конкретными:

• дисперсияФитнеса

• Тип: Числовой (измеряется в произвольных единицах физических возможностей)

• Пример значения: 25.0 (более высокие значения указывают на большую генетическую разнообразие в приспособленности)

• средняяФитнес

• Тип: Числовой (измеряется в произвольных единицах физических возможностей)

• Примерное значение: 100.0 (средняя физическая форма популяции)

• Темп увеличения средней приспособленности (числовые, те же единицы измерения, что и входные данные) результаты от деления. Например, если varianceFitness равен 25.0, а meanFitness равен 100.0, скорость увеличения среднего уровняfitness составит 0.25.

Пример из реальной жизни

Рассмотрим популяцию жуков, в которой приспособленность особей (оцениваемая по их репродуктивному успеху) варьируется из за генетических различий. Предположим, что у нас есть следующие данные:

• дисперсияФитнеса30.0 единиц фитнеса

• средняяФитнес120,0 единиц фитнеса

Используя Основную теорему Фишера, мы вычисляем:

Таким образом, скорость увеличения средней приспособленности этой популяции жуков благодаря естественному отбору составляет 0,25 единиц приспособленности. Это означает, что средняя приспособленность популяции, как ожидается, будет расти, что отражает эволюционную адаптацию.

Пример таблицы данных

Общие вопросы о фундаментальной теореме естественного отбора Фишера

Каково значение теоремы?

Теорема подчеркивает силу естественного отбора в стимуляции эволюционных изменений в популяции, демонстрируя, как генетическая изменчивость способствует увеличению средней фитнеса.

Как измеряется фитнес?

Фитнес обычно измеряется в терминах репродуктивного успеха или количества потомства, которое индивидуум может произвести. Это абстрактное значение, но его можно количественно оценить в произвольных единицах, подходящих для исследования.

Является ли теорема всегда точной?

Хотя он предоставляет надежную основу, реальные популяции часто сталкиваются с такими факторами, как генетический дрейф, мутации и изменения окружающей среды, которые могут повлиять на приспособленность и отклониться от идеального сценария, описанного теоремой.

Резюме

Фундаментальная теорема естественного отбора Фишера является знаменательным принципом в эволюционной биологии, который количественно описывает, как генетическая изменчивость приводит к адаптивным изменениям в популяциях. Понимая и применяя эту теорему, биологи могут предсказывать и изучать эволюционную динамику различных видов.